[发明专利]增强VOx

说明书

一种增强VO_x‑Ga₂O₃异质结自供电光响应性能的方法，包括：制备VO_x‑Ga₂O₃异质结，对制备的VO_x‑Ga₂O₃异质结进行二次特定气氛退火，以提升电子‑空穴的分离能力和载流子输运能力。本发明的方法可以改变界面处的接触特性和VO_x材料的V元素价态比率以及Ga₂O₃材料的晶体质量，有效促进VO_x‑Ga₂O₃异质结光电器件的自供电光响应性能的提升；本发明的方法操作简便，成本低廉，效果明显，有利于科学研究借鉴和工业化生产流程。

技术领域

本发明属于半导体光电子器件领域，具体涉及一种异质结器件的自供电光响应性能的优化方法，尤其涉及一种增强VO_x-Ga₂O₃异质结自供电光响应性能的方法。

背景技术

人类社会日渐增长的能源需求与地球传统化石资源供应的不平衡已成为当今世界面临的严峻挑战。为了解决能源供应不足，促进能源技术的革新，近半个世纪来，世界各地的科学家逐渐发展起以包括水能、太阳能、风能和潮汐能等在内的可再生能源。这些清洁能源的使用，在一定程度上缓解了能源供应的紧迫性，同时也为人类新能源的使用指明了方向。除了谋求自然清洁能源的使用，也有很大一部分科学家志在需求建立一个自供电系统。在这个系统中，系统可以通过感知外部环境的变化产生能量并储存起来，支持自身电子器件的工作。这样的自供电系统，具有独立性、可持续性和无线工作模式。它们的普及使用，可以极大的减少人类对传统能源的消耗和依赖。作为自供电系统研究领域新发展的方向和技术，自供电光电探测器，一种可以无需外部能量支持就可以将光信号转化为电信号的器件，因为其在环境监控、光通信、国防预警和成像技术方面的重要应用，近年来也受到广泛关注。自供电光电探测器的基本物理机制是：(1)吸收入射光子产生电子空穴对；(2)电子空穴对在内建电场下分离；(3)光生载流子被外部电路收集，实现信号光到电的转换。内建电势是电子-空穴对的分离动力来源，因此为了制备自供电探测器，需要在光子吸收界面形成内建电场。常见用来制备自供电光电探测器的结构主要有p-n同质结、异质结和肖特基结。

氧化镓(Ga₂O₃)是自上世纪50年代被研究以来，因为其4.6～5.1eV 的超宽带隙，一直被认为是最适合作为日盲光电探测器的材料。特别是近年来，基于高质量的Ga₂O₃外延材料，开发了Ga₂O₃基的自供电光电探测器，获得了安培每瓦特的响应度性能。但是，基于该领域的研究和所制备的原型器件仅局限于自供电性能的验证，对于如何提升和优化Ga₂O₃基光电器件的自供电性能还没有深入和系统的研究。厘清Ga₂O₃基光电器件自供电光响应性能的影响机理和优化机制，是未来拓展和商业化应用该类型器件的重要环节。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提出一种增强VO_x-Ga₂O₃异质结自供电光响应性能的方法，以及制备该VO_x-Ga₂O₃异质结的方法及采用其的光电器件，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的第一个方面，提供了一种增强 VO_x-Ga₂O₃异质结自供电光响应性能的方法，包括如下步骤：

制备VO_x-Ga₂O₃异质结；