近日，中科院合肥研究院固體所功能材料研究室朱雪斌研究員課題組在反向二極管 (Backward diode) 器件構(gòu)建方面取得進(jìn)展。以非簡(jiǎn)并透明導(dǎo)電半導(dǎo)體AgCrO₂和In₂O₃分別為p型和n型端構(gòu)建出反向二極管整流器件，相關(guān)工作以Backward Diode Rectifying Behavior in AgCrO₂/In₂O₃為題發(fā)表在IEEE Electron Device Letters  雜志上。

　　反向二極管在小信號(hào)整流、微波檢波、混頻等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。反向二極管是一類峰流很小的隧道二極管，其在正向低電壓區(qū)域，隧道電流很小，但在反向電壓區(qū)域，隨電壓增加電流將迅速增加。目前，反向二極管基本由簡(jiǎn)并半導(dǎo)體或近簡(jiǎn)并材料體系構(gòu)成，從而需要重?fù)诫s或厚度調(diào)制等導(dǎo)致器件構(gòu)建復(fù)雜。

　　基于非簡(jiǎn)并的透明導(dǎo)電p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體構(gòu)建出全透明反向二極管將簡(jiǎn)化器件的構(gòu)建并拓寬反向二極管在微型器件中的應(yīng)用。結(jié)合課題組已有透明導(dǎo)電p型AgCrO₂薄膜和n型In₂O₃薄膜的研究基礎(chǔ)，課題組實(shí)現(xiàn)了AgCrO₂/In₂O₃反向整流二極管的構(gòu)建。研究結(jié)果表明，非簡(jiǎn)并透明半導(dǎo)體薄膜AgCrO₂和In₂O₃組成的反向二極管器件可實(shí)現(xiàn)10³量級(jí)的反向/正向電流整流比，且具有小的隧穿電流開啟電壓。該器件反向整流機(jī)制源自異質(zhì)結(jié)中III型能帶排布導(dǎo)致的帶間隧道電流。

　　該工作為探索基于非簡(jiǎn)并半導(dǎo)體的反向二極管器件構(gòu)建提供了新思路。

　　上述研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持。

　　論文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9003199

　　圖1.  AgCrO₂/In₂O₃反向二極管器件示意圖。

　　圖2.   AgCrO₂/In₂O₃反向二極管I-V曲線。

　　圖3.   AgCrO₂/In₂O₃反向二極管反向整流機(jī)制。