锡掺杂β-Ga2O3微线肖特基二极管实现自供电UVC/X射线双模探测的突破性研究

来自前沿材料领域的研究人员通过构建锡掺杂β-Ga2O3微线肖特基光电二极管(SPD)，创新性地采用铂(Pt)和单层石墨烯(SLG)复合电极，解决了传统平面结构紫外探测器响应度低、无法自供电的难题。该器件在-3V偏压下实现713A W-1的超高响应度，并首次在0V自供电模式下同步响应30.5keV X射线，表面态调控机制有效避免了持续光电导效应，为新一代智能传感系统提供了关键技术方案。

　　

这项突破性研究展示了锡掺杂β相氧化镓(β-Ga₂O₃)微线在极端波长探测领域的独特优势。通过精妙的纳米加工技术，研究人员构建了以铂(Pt)和单层石墨烯(SLG)为肖特基接触的微型二极管结构，配合CMOS工艺兼容的钛/铝硅铜/钛钨(Ti/Al_98.5Si_1.0Cu_0.5/TiW)欧姆接触体系。

纳米级X射线荧光分析揭示出(4×10¹⁸-1.24×10¹⁹ cm^-3)的精确掺杂浓度，而表面态这一"双刃剑"在此展现出神奇功效——通过光生空穴的捕获与释放动态调控肖特基势垒高度，既产生高达713A W^-1的内部增益，又实现了亚150毫秒的快速响应，完美规避了宽禁带半导体常见的持续光电导(PPC)效应。

更有趣的是，这些微米级探测器在完全零偏压的自供电模式下，不仅对深紫外(UVC)波段保持1.92A W^-1的实用级响应，还能敏锐捕捉30.5keV的高能X射线光子。对比实验显示，石墨烯(SLG)接触凭借其优异的紫外光透过率，使器件响应速度较传统铂(Pt)接触提升近两个数量级，犹如给探测器装上了"光速快门"。

这项研究为环境监测、空间探测和医学成像等领域提供了革命性的解决方案，其创新的表面态工程策略更是为第三代半导体器件设计开辟了新思路。