基于氧化铟纳米晶体的紫外窄带光电探测器

来自俄罗斯和印度的国际研究团队创建了一种基于氧化铝纳米晶体的窄带紫外光电探测器（基于离子束合成氧化铟量子点在Al2O3基体中的深紫外窄带光电探测器）。

半导体量子点（尺寸仅为几纳米的纳米晶体）的尺寸依赖性效应赋予它们新颖的电学和光学性质，吸引了研究人员的关注。

窄带紫外光电探测器可用于许多领域，特别是生物医学领域的荧光检测或紫外光疗。该探测器除了尺寸较小外，在可见光或太阳光下的工作温度范围和透明度也更高，而之前制造这种光接收器的材料通常是宽带隙氧化物和氮化物。

氧化铟（In2O3）是透明的宽带隙半导体氧化物，其直接带隙约为3.6eV，间接带隙约为2.5eV。众所周知， In2O3可用于生产高灵敏度的UV光电探测器。

图为制造基于Al 2 O 3膜的光电探测器的技术方法的示意图，其中（a-c）为离子束合成In2O3纳米晶体，（d）为In2O3纳米晶体的电子显微镜图像，以及光电探测器参数的光谱依赖性。

据UNN物理和技术研究所实验室负责人Alexey Mikhaylov介绍，实验室研究人员与印度理工学院的印度同事Jodhpur和印度理工学院Ropar合作，通过在硅上的氧化铝（Al2O3）薄膜中注入铟离子，成功地合成了In2O3纳米晶体。

离子注入是现代电子技术中的基本方法，可以控制夹杂物的尺寸从而调节光电探测器的光学性质。用于氧化铟纳米晶体的Al2O3基质提供了一些优于其他电介质的优点，因为这种宽带隙材料（8.9 eV）对于宽范围的波长是透明的。

Alexey Mikhaylov 指出：“在我们的研究过程中，我们设法实现了暗电流的显着降低（与其他基于In2O3纳米线类似的光电探测器相比，实现了两倍以上）。通过将In2O3相整合到宽带矩阵中并由于它的低暗电流，新的光电探测器显示出卓越的响应度和外部量子效率的记录值。”

UV范围内的灵敏度带宽仅为60 nm，并显示出高紫外-可见光抑制比（高达8400）。该光电探测器非常适用于窄带光谱选择光电探测器等实际应用。基于离子合成纳米晶体的器件设计也有助于实现可见盲光电探测器。