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基于Pt/GaAs和Pt/Si肖特基结的无偏置光诱导霍尔传感器的物理研究( Physical Investigations on Bias-Free, Photo-Induced Hall Sensors Based on Pt/GaAs and Pt/Si Schottky Junctions )
Xiaolei Wang Xupeng Sun Shuainan Cui Qianqian Yang Antonio Ruotolo
半导体中的霍尔效应在磁场传感方面有着广泛的应用。然而，标准霍尔传感器仍然存在两个问题：其线性度受到电流分布不均匀性的影响；灵敏度与偏置有关，线性度随偏置电流的增大而减小。为了提高光致霍尔传感器的性能，我们提出了一种新的结构来实现无偏置的光致霍尔传感器。该系统由半透明金属Pt和半导体Si或GaAs组成肖特基接触。我们系统地比较了Pt/GaAs和Pt/Si结在无净电流情况下的光致肖特基行为和霍尔效应，这与不同的磁场、光强和波长有关。对肖特基光电二极管的电学特性进行了拟合，得到了势垒高度随光强的变化关系。我们发现Pt/GaAs结的开路霍尔电压比Pt/Si结低一个数量级，GaAs结的势垒高度更小。这应归因于GaAs中的表面态阻止了载流子的漂移。本工作不仅实现了对Pt/GaAs和Pt/Si肖特基结中光致霍尔效应的物理研究，而且为与商用霍尔传感器相比具有更高线性度和灵敏度的无偏置磁传感开辟了一条新的途径。
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