Representação esquemática do fotodetector com nanocristais de Ga2O3 encapsulados na matriz Al2O3 (a), Imagem TEM do filme Al2O3 implantado contendo nanocristais de Ga2O3 (b), e espectros de responsividade de fotodetectores medidos em diferentes tensões (c). Crédito:Universidade Lobachevsky
Cientistas da Universidade Lobachevsky vêm trabalhando há vários anos para desenvolver fotodetectores cegos para o sol que operam na banda espectral UV. No campo da tecnologia eletrônica, esta é uma tarefa importante, uma vez que tais dispositivos cortam a emissão com um comprimento de onda superior a 280 nm, o que ajuda a evitar a interferência da luz solar e a registrar a emissão de UV durante o dia.
"Devido à sua alta sensibilidade à emissão de UV profunda e insensibilidade à luz solar, fotodetectores cegos solares fornecem uma ampla gama de aplicações importantes, incluindo detecção de danos de ozônio, monitoramento de motores a jato e detecção de chamas, "diz Alexey Mikhaylov, chefe do laboratório do Instituto de Pesquisa em Física e Tecnologia da UNN.
Os principais materiais para a criação de fotodetectores cegos à luz solar são semicondutores de gap largo. Cientistas de Nizhny Novgorod, junto com colegas indianos, considere Ga 2 O 3 ser um semicondutor promissor com um gap de 4,4-4,9 eV, que corta a emissão com comprimentos de onda superiores a 260-280 nm, e é capaz de detectar emissões na faixa ultravioleta profunda.
Os métodos existentes para Ga 2 O 3 a síntese é bastante complicada e incompatível com as tecnologias convencionais de silício. Adicionalmente, as camadas obtidas por tais métodos geralmente apresentam muitos defeitos. A síntese de Ga 2 O 3 nanocristais por meio de implantação de íons, a tecnologia básica da eletrônica moderna, abre novas possibilidades para a criação de fotodetectores cegos para o sol.
A dependência espectral da fotorresposta para este fotodetector demonstra excelentes características ultravioleta cegas para o sol na faixa de comprimento de onda de 250-270 nm, ele também tem uma alta responsividade de 50 mA / μW. A corrente escura do fotodetector é bastante baixa e atinge 0,168 mA.
O processo de criação de tal detector envolve a síntese de Ga 2 O 3 nanocristais em um filme de Al2O3 em silício por implantação iônica. O detector obtido por este método foi realizado pelos cientistas pela primeira vez no mundo.
Assim, o trabalho conjunto da equipe internacional de pesquisadores da Universidade Lobachevsky, o Indian Institute of Technology Jodhpur e o Indian Institute of Technology Ropar demonstraram a possibilidade de fabricar fotodetectores que cortam a radiação solar (fotodetectores cegos para o sol) capazes de trabalhar na região do ultravioleta profundo e possuindo as características que não são inferiores às existentes análogos. "Ao produzir esses fotodetectores com a ajuda da implantação de íons, será possível usar as tecnologias de silício existentes e adaptá-las para a fabricação de dispositivos de nova geração, "conclui Alexey Mikhaylov.
