研究目的
研究单层有机分子钝化氮化铝表面态以提高基于氮化铝的金属-半导体-金属（MSM）深紫外光电探测器性能的潜力。
研究成果
ZnTPP(OH)卟啉分子在AlN表面的吸附有效钝化了电子表面态，显著降低了暗电流，并提升了光电探测器性能指标（如PDCR和响应度）。探测器的瞬态响应也得到改善，表明有机分子层在提升深紫外光电探测器性能方面具有潜力。
研究不足
该研究聚焦于利用特定有机分子钝化氮化铝表面态及其对光电探测器性能的影响。该方法在其他半导体材料或不同条件下的适用性尚未探究。
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利用有机分子层对AlN进行表面改性以提高深紫外光电探测器性能
DOI：10.1021/acsaelm.9b00811
期刊：ACS Applied Electronic Materials
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
氮化铝（AlN）具有6.2电子伏特的直接宽禁带、高温稳定性和抗辐射性，是深紫外（UV）光电探测的理想半导体材料。然而，AlN表面存在的大量表面态会显著影响其器件的性能和可靠性。本研究探究了单层有机分子钝化AlN表面态的潜力，从而提升了基于AlN的金属-半导体-金属（MSM）深紫外光电探测器性能。成功将介-5,10,15-三苯基-20-(对羟基苯基)卟啉锌(II)配合物（ZnTPP(OH)）有机分子吸附于AlN表面，形成自组装单分子层（SAM）。通过接触角测量、原子力显微镜（AFM）和X射线光电子能谱（XPS）对分子层进行了表征。AlN表面修饰使探测器暗电流降低十倍且未影响光电流强度（尤其在低电压下），光电导增益比（PDCR）在-2V时从930提升至7835，响应度在5V时从0.3 mA/W增至0.6 mA/W。此外，表面修饰后探测器的上升/下降时间均缩短。结果表明卟啉分子自组装单分子层有效钝化了AlN表面态，从而显著改善了光电探测器性能。
作者：
Shuchi Kaushik，Tejas Rajendra Naik，Ambali Alka，Manjari Garg，Bhera Ram Tak，Mangalampalli Ravikanth，V. Ramgopal Rao，Rajendra Singh
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