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近期，贝塔相氧化镓（β-Ga2O3）作为一种超宽禁带半导体材料在有环境光照干扰下的就地监测和高温应用场景下引起了广泛关注，并且与金刚石相比，β-Ga2O3单晶成本更低且面积更大已经实现8英寸晶圆[1-3]，因此有必要利用其开发面向就地监测和高温等严苛环境下稳定工作的α粒子探测器。
本文利用自主外延的20μm厚膜制备了β-Ga2O3肖特基器件，采用9mm2的大面积器件测试镅-241的α粒子响应特性，在-120V时的探测器能量分辨率为33%，如图1（a）；拟合电荷收集率（CCE）曲线，获得β-Ga2O3基探测器的电子的迁移率和载流子寿命之积 (μτ)e和空穴的 (μτ)h分别为 2.182×10-9 cm2 V-1 和3.073 ×10-10 cm2 V-1, 如图1（b）；利用365nm光源模拟太阳光中的紫外光成分分别照射β-Ga2O3基和SiC基α粒子探测器，对比发现β-Ga2O3基α粒子探测器不受365nm紫外光影响，如图1（c）可实现日照或者水体环境的全天候α粒子监测。
然而通过以上测试发现，目前β-Ga2O3基探测器的能量分辨率仍然较差且μτ与SiC器件相比仍然较低，这是由于β-Ga2O3外延层内的缺陷较多导致的。β-Ga2O3中最主要的外延面为（001）面，外延后最直观的表现为沟槽缺陷，其特征是在（001）面上指向[010]方向。通过面扫光致发光图谱（PL mapping）扫描了沟槽处的缺陷发光，如图1（d）。通过对比发现在沟槽处的非辐射复合发光峰的强度明显要强于正常的无沟槽处的（001）表面的非辐射复合发光峰强度强，也就意味了在沟槽处存在大量的能够俘获载流子的深层次能级导致非辐射复合发光强度增强。因此，降低β-Ga2O3表现沟槽缺陷密度是实现高β-Ga2O3基高能量分辨粒子探测器的关键所在。
