Ученые из Национального исследовательского Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского (Университет Лобачевского, ННГУ) работали несколько лет, чтобы создать нечувствительный к солнечной радиации приёмник УФ-излучения. В сфере электронных технологий будет решена важная задача: такие устройства отсекают излучение с длиной волны более 280 нм, так же помогают избежать искажения от солнечного света и фиксировать УФ-излучение при дневном свете.
«Благодаря высокой чувствительности к низкому диапазону ультрафиолетового излучения и нечувствительности к дневному свету, детекторы дают возможность широкого применения: выявление повреждения озонового слоя, дистанционное управление реактивным двигателем и обнаружения возгорания», — говорит заведующий лабораторией Научно-исследовательского физико-технического института ННГУ Алексей Михайлов.
Основным материалом для нечувствительных к солнечной радиации приёмников УФ-излучения служат широкозонные полупроводники. Ученые из Нижнего Новгорода вместе с индийскими коллегами рассматривают Ga2O3 (оксид галлия) многообещающим проводником с запрещённой зоной 4,4–4,9 эВ, которая отсекает излучение с длиной волны больше 260–280 нм и способна поглощать излучение в низком ультрафиолетовом диапазоне.
Существующий метод синтезирования Ga2O3 достаточно сложен, и пока его не стоит сравнивать с привычными технологиями кремниевых полупроводниковых приборов. Кроме того, слои материала, получаемые таким способом, имеют много дефектов. Синтез нанокристаллов Ga2O3 посредством ионной имплантации — базовая технология современной электроники, — открывает новые возможности для создания нечувствительных к солнечной радиации приёмников УФ-излучения.
Зависимость фототока детектора от спектра подтверждается отличными показателями нечувствительности к солнечной радиации и чувствительности в диапазоне длин волн 250–270 нм с высокой величиной 50 мА/мкВт. Темновой ток фотодетектора достаточно низкий, до 0,168 мА.
В изготовлении детектора применяется синтез нанокристаллов Ga2O3 в пленке оксида алюминия Al2O3 на кремнии с помощью ионной имплантации. Создание детектора таким способом реализовано впервые в мире.
Таким образом, совместная работа команды исследователей из Университета Лобачевского, Индийского технологического института города Джодхпура и Индийского технологического института города Ропара продемонстрировали возможность производства фотодетекторов, которые отсекают солнечную радиацию, способны работать в низкой ультрафиолетовой области спектра и не уступать существующим аналогам.
«Производя такие фотодетекторы с помощью ионной имплантации, будет возможно использовать уже существующие «процессорные» технологии и адаптировать их в производство устройств нового поколения», — подводит итоги Алексей Михайлов.
