[发明专利]基于Ga2

说明书

本发明属于光探测技术领域，具体涉及一种自驱动光电探测器，该自驱动光电探测器，由上至下依次包括金属In点电极、金属Pd前电极、Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;薄膜‑PdTesubgt;2/subgt;颗粒薄膜层、Si单晶基底和金属In背电极。Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;薄膜‑PdTesubgt;2/subgt;颗粒薄膜层是利用化学气相沉积、磁控溅射、氮气退火处理等方法制备的。测试结果显示，所制备薄膜器件表现出良好的自驱动光探测性能，具有性能稳定等优点。

技术领域

本发明属于光探测技术领域，具体涉及一种自驱动日盲紫外光电探测器及其制备方法。

背景技术

光电效应是一种重要的光电现象，基于此机制的光电探测器已经在人们生活的方方面面展现了不可替代的作用。紫外探测器作为传统红外探测器的补充，在紫外制导、紫外预警、紫外干扰以及紫外通讯等军事领域以及民事方面具有很好的应用价值。因此，开发自驱动紫外光电探测器具有重要的意义。

氧化镓(Ga₂O₃)是一种新型超宽禁带氧化物半导体材料，禁带宽度为4.2～5.1eV，处于日盲区(200～280nm)，同时具有极高的化学稳定性和热稳定性，是天然的日盲探测材料。Ga₂O₃日盲探测技术发展迅速，探测器类型主要集中在光电导型，虽然其在器件制备上具有制作简单、易于集成等优点，却存在如响应速度慢、感光面积小和需外加偏压等诸多劣势。[Materials Today Physics,2022,23,100643]而基于光伏效应的自供电型探测器利用能带势垒差，无需外加偏压就可实现对光信号的探测，因此，自驱动日盲光电探测器已受到越来越多的关注。[Materials Today Physics,2022,28,100883]利用磁控溅射方法制备的Ga₂O₃纳米薄膜中存在许多缺陷，不利于载流子的传输；而对Ga₂O₃进行氮气退火处理可以有效改变Ga₂O₃纳米薄膜中的缺陷，提高光电探测器性能。[Advanced Materials,2022,34,2106923]碲化钯(PdTe2)作为一种二维(2D)层状材料，因其依赖于层的带隙、高载流子迁移率和良好的化学稳定性而被认为是光电探测器的理想候选材料。[Advanced Materials，2021，33，(27)，2101150]将Ga₂O₃与PdTe₂相结合，有望Ga₂O₃基光电探测器在日盲紫外区域产生自驱动以及提高光响应特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Ga₂O₃薄膜-PdTe₂颗粒/Si杂化异质结的自驱动日盲紫外光电探测器及其制备方法，可以使Ga₂O₃基光电探测器在日盲紫外区域产生自驱动以及提高光电探测性能。

本发明为实现上述目的所要解决的技术问题是，通过化学气相沉积、磁控溅射、氮气退火处理等方法，提高光电探测器的性能；即通过化学气相沉积法在硅基底上产生正六边形堆积PdTe₂颗粒，再通过磁控溅射法在PdTe₂表面溅射Ga₂O₃薄膜层，以获得具有优异性能的自驱动光电探测器。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种基于于Ga₂O₃薄膜-PdTe₂颗粒/Si杂化异质结的自驱动日盲紫外光电探测器，其特征在于为层状结构，由上至下依次包括金属In点电极、金属Pd前电极、Ga₂O₃薄膜-PdTe₂颗粒薄膜层、Si单晶基底和金属In背电极。