基于受控势垒的具有优异光学增益的4H-SiC紫外光电晶体管

摘要： 本文报道了一种可见光盲4H多型碳化硅光电晶体管的实验结果，该器件能检测波长低于380纳米的紫外辐射，在光学增益方面较现有4H-SiC紫外光电晶体管技术有显著提升。电光测量显示：该器件暗电流为0.62皮安，在-0.5伏偏压下开关电流比达七个数量级，300纳米波长处光学增益高达1.14×10?，而400纳米波长处仅为2.6×10?3，证明其对可见光具有良好抑制能力。除高光学增益外，由于该晶体管结构设计使电场延伸至辐射表面，能在光生电子-空穴对复合前高效收集，相比传统4H-SiC紫外探测器对低穿透深度波长更具灵敏度。研究还探究了该探测器的工作原理，实验证明其不同于传统4H-SiC双极结型晶体管光电探测器——当光生电子-空穴对产生导致费米能级变化时，通过改变控制电流流动的势垒高度来实现光电转换。文中同时给出了与现有4H-SiC紫外光电晶体管技术的对比结果。