Enhancing the luminescence yield of Cr 3+ in β -Ga 2 O 3 by proton irradiation - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Applied Physics Letters Année : 2022

Enhancing the luminescence yield of Cr 3+ in β -Ga 2 O 3 by proton irradiation

M. Peres
D. M. Esteves
  • Fonction : Auteur
B. Teixeira
  • Fonction : Auteur
J. Zanoni
  • Fonction : Auteur
L. Alves
E. Alves
  • Fonction : Auteur
L. Santos
  • Fonction : Auteur
Xavier Biquard
Z. Jia
  • Fonction : Auteur
W. Mu
  • Fonction : Auteur
J. Rodrigues
  • Fonction : Auteur
N. Sobolev
  • Fonction : Auteur
M. Correia
  • Fonction : Auteur
T. Monteiro
  • Fonction : Auteur
N. Ben Sedrine
  • Fonction : Auteur
K. Lorenz

Résumé

In situ ion-beam-induced luminescence measurements reveal a strong enhancement of the Cr 3+ emission yield in electrically conductive chromium doped β-Ga 2 O 3 single crystals upon proton irradiation. The observed effect can be explained based on the Fermi-level pinning caused by radiation defects. This pinning of the Fermi level activates deep carrier traps that can act as sensitizers of the Cr 3+ emission. In agreement with this model, in semi-insulating samples, where the Fermi level lies deep in the bandgap, the Cr 3+ emission is present already in as-grown samples, and no enhancement of its intensity is observed upon proton irradiation. The boost of the Cr 3+ emission yield by irradiation, observed in conductive samples, is reversed by thermal annealing in argon at temperatures above 550 °C for 30 s. The results reveal a high potential of Cr-doped β-Ga 2 O 3 for in situ and ex situ optical radiation detection and dosimetry.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-03712706 , version 1 (04-07-2022)

Identifiants

Citer

M. Peres, D. M. Esteves, B. Teixeira, J. Zanoni, L. Alves, et al.. Enhancing the luminescence yield of Cr 3+ in β -Ga 2 O 3 by proton irradiation. Applied Physics Letters, 2022, 120 (26), pp.261904. ⟨10.1063/5.0089541⟩. ⟨hal-03712706⟩
16 Consultations
0 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More