Detector de fotones UV de alto rendimiento basado en nano-obeliscos de GaN orientados en un buffer de AlN relajado por estrés
Autores: Vashishtha, Pargam; Prajapat, Pukhraj; Goswami, Lalit; Yadav, Aditya; Pandey, Akhilesh; Gupta, Govind
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales electrónicos, ópticos y magnéticos
Palabras clave
Epitaxial
GaN
Nanostructuras
Capa de amortiguación de AlN
Dispositivo optoelectrónico
Rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Se desarrollan nanostructuras de GaN epitaxial y se evalúa la influencia de la capa de amortiguación de AlN (modulación de temperatura) en las características del material y la aplicación de dispositivos optoelectrónicos. La capa de amortiguación de AlN se cultivó sobre un sustrato de Si (111) a diferentes temperaturas (770-830 grados C), seguida del crecimiento de GaN utilizando epitaxia de haz molecular asistida por plasma. La investigación reveló que la capa de amortiguación de AlN a temperatura comparativamente más baja era responsable de la relajación del estrés y la deformación de la red, y se realizó como las estructuras nano-obelisco de GaN. Por el contrario, el aumento de la temperatura del crecimiento de AlN condujo a la formación de estructuras nanopyramidales y nanowax/wane de GaN. Estas heteroestructuras de GaN/AlN/Si cultivadas se utilizaron para desarrollar fotodetectores en un formato de geometría metal-semiconductor-metal. El rendimiento de estos dispositivos optoelectrónicos fabricados se examinó bajo iluminación ultravioleta (UVA), donde el dispositivo basado en nano-obeliscos de GaN alcanzó la mayor responsividad de 118 AW. Bajo iluminación UVA (325 nm), el dispositivo diseñado mostró una alta detectividad de 1 x 10 Jones, potencia equivalente de ruido de 1 x 10 WHz y eficiencia cuántica externa del 45,000%. El análisis reveló que la calidad de la capa de amortiguación de AlN mejoró significativamente el rendimiento optoelectrónico del dispositivo.
Descripción
Se desarrollan nanostructuras de GaN epitaxial y se evalúa la influencia de la capa de amortiguación de AlN (modulación de temperatura) en las características del material y la aplicación de dispositivos optoelectrónicos. La capa de amortiguación de AlN se cultivó sobre un sustrato de Si (111) a diferentes temperaturas (770-830 grados C), seguida del crecimiento de GaN utilizando epitaxia de haz molecular asistida por plasma. La investigación reveló que la capa de amortiguación de AlN a temperatura comparativamente más baja era responsable de la relajación del estrés y la deformación de la red, y se realizó como las estructuras nano-obelisco de GaN. Por el contrario, el aumento de la temperatura del crecimiento de AlN condujo a la formación de estructuras nanopyramidales y nanowax/wane de GaN. Estas heteroestructuras de GaN/AlN/Si cultivadas se utilizaron para desarrollar fotodetectores en un formato de geometría metal-semiconductor-metal. El rendimiento de estos dispositivos optoelectrónicos fabricados se examinó bajo iluminación ultravioleta (UVA), donde el dispositivo basado en nano-obeliscos de GaN alcanzó la mayor responsividad de 118 AW. Bajo iluminación UVA (325 nm), el dispositivo diseñado mostró una alta detectividad de 1 x 10 Jones, potencia equivalente de ruido de 1 x 10 WHz y eficiencia cuántica externa del 45,000%. El análisis reveló que la calidad de la capa de amortiguación de AlN mejoró significativamente el rendimiento optoelectrónico del dispositivo.