抄録/ポイント:
抄録/ポイント
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炭化ケイ素(SiC)は紫外線検出用のフォトダイオードや単一フォトン紫外線アバランシェフォトダイオードなどの小型で,信頼性の高い光検出器を作製するための魅力的な特性を持つ材料である。これらの素子は,高温および過酷な環境で作動させる次世代の医学,軍事および環境監視用の紫外線検出器として非常に期待されている。シリコン素子や光電子増倍管を厳しい環境の下で作動させるには,特別に冷却する必要がある。本稿では,紫外線および太陽ブラインド光の検出を目的とした暗電流の少ないSiCを基本とするアバランシェフォトダイオードと光電子増倍管の最近の発展について報告する。280nmの光に対して,15%のピーク量子効率を得ることができた。また,ゲート無しの線形モード,およびゲート付きのGeigerモードの下における266nmの光に対する単一フォトン検出効率は,それぞれ9%と9.5%であった。直径が260μmの素子について,利得が1000の場合の暗電流は0.4pAであることが分かった。高い単一フォトン検出効率や低い暗電流は,素子構造内に貫通転位やマイクロパイプのような欠陥が無いことに起因する。また,SiCを材料として,個々のピクセルがGeigerモードで作動する光電子増倍管を初めて作製することができた。266nmのレーザーパルスによって各ピクセルに6個のフォトンを入射させた場合の検出効率は50%であった。将来において,高性能のフォトダイオードや光電子増倍管を作製するには,欠陥密度の非常に低いSiC基板とエピタキシャル層を作製することが重要であることが分かった。