[发明专利]一种V2

说明书

本发明提供了一种V₂O₅‑Ga₂O₃异质结自供电日盲光电探测器及制备方法。所述探测器包括作为n型导电的Ga₂O₃材料和作为p型导电的V₂O₅材料形成的V₂O₅‑Ga₂O₃异质结，以及与上述材料欧姆接触的电极。本发明的制备方法通过对V₂O₅‑Ga₂O₃异质结进行二次退火，促进了平面异质结的形成和内建电场的产生，使异质界面可以有效分离激发态的电子‑空穴对，实现自供电工作模式。本发明提供的V₂O₅‑Ga₂O₃异质结自供电日盲光电探测器探测灵敏度高，响应速度快，其制备方法易于实现及有效，生产成本低，有利于生产和研究推广。

技术领域

本发明涉及一种自供电日盲光电探测器及其制备方法，尤其涉及V₂O₅-Ga₂O₃异质结的自供电日盲光电探测器和其制备方法，属于半导体光电子器件领域。

背景技术

光电探测器可以实现光信号到电信号的转变，其本质是电子吸收光子后，从半导体材料的价带跃迁到导带进入电流循环。故光电探测器的信号识别能力由半导体材料的禁带宽度决定。比如，Si的带隙宽度为1.1eV，对应的响应光波段为1120nm左右。当光子能量大于Si的带隙宽度值，即时，该光子可以激励Si材料的基态电子产生跃迁行为。基于半导体材料禁带宽度的不同，近年来不同紫外波段的探测器都逐渐被开发研究。AlN(6.2eV)用于真空紫外光谱(10～200nm)的感应；Ga₂O₃(4.9eV)用于UVC(200～280nm)波段的响应探测；ZnMgO(3.9eV)用于UVB(280～320nm)波段的响应探测；GaN(3.4eV)用于UVA(320～400nm)波段的响应探测。其中，由于Ga₂O₃所响应的波段正好覆盖太阳光的日盲波段，故基于Ga₂O₃制备的光电探测器也称为日盲紫外光电探测器。日盲探测器在紫外光检测、臭氧层空洞监测、火险预警等方面具有广阔的应用前景，近年来成为研究热点。

随着研究的深入和工艺技术的提高，光电探测器已具备高灵敏度、超快响应速度等优点，但需要额外供电工作的缺点依然制约着其进一步的发展。开发自供电模式的光电探测器，是未来节约型社会导向的必然趋势。通过构建异质结界面，产生内建电场，可以在无外部能量供应的情况下，实现电子-空穴对的自动分离，实现自供电工作模式。因此，发展基于Ga₂O₃异质结的自供电光电探测器，是开拓绿色无能耗日盲探测器的重要一步。

发明内容

针对传统日盲紫外探测器需要额外供电工作的问题，本发明旨在提供一种基于V₂O₅-Ga₂O₃异质结的自供电日盲光电探测器及其制备方法。通过Ga₂O₃和V₂O₅薄膜的平面异质结构建，实现了日盲紫外探测的自供电工作模式。