고성능 및 저비용 산화아연(ZnO) 기반 자외선 검출기를 얻기 위해 Ga가 도핑된 ZnO(ZnO:Ga)를 광감응층으로 사용하였으며, 수열법을 통해 다양한 Ga 도핑 농도의 ZnO:Ga 미크로바를 합성하였다. Ga와 Zn의 원자 비율은 각각 0% (비도핑), 0.5%, 1%, 2%, 4%이다. 모든 샘플의 결정 구조는 X선 회절기(XRD)를 사용하여 테스트하였으며, 모두 육방정계 휘트자이트 구조의 ZnO임을 확인하였다. 주사 전자 현미경(SEM)으로 형상을 관찰한 결과 모두 막대 모양 구조를 나타냈다. 추가로 포크 핑거 패턴의 플루오린 도핑 주석 산화물(FTO) 전도성 유리 기판을 제작하였고, 서로 다른 Ga 도핑 농도의 ZnO:Ga 미크로바를 각각 FTO 위에 도포하여 5가지 단순 구조의 자외선 검출기를 얻었으며, 이들의 성능을 체계적으로 연구하였다. 결과는 모든 ZnO:Ga 미크로바 자외선 검출기가 365 nm 자외선에 대해 우수한 응답성을 보임을 나타냈다. 그중 1% Ga 도핑 ZnO:Ga 미크로바 자외선 검출기가 가장 우수한 성능을 보였으며, 365 nm 파장 대역에서 응답도, 이득, 감도는 각각 13.13 A/W (5 V), 44.63 (5 V), 3.31×10^12 존스였고, 응답 시간과 감쇠 시간은 각각 12.3초 및 36.4초였다. 이는 ZnO 미크로바 내 적절한 Ga 도핑이 자외선 검출기의 성능을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 시사한다. 본 연구는 ZnO:Ga 재료 기반 자외선 검출기 및 관련 소자의 발전에 기여한다.

자외선 검출기; 갈륨 도핑 산화아연; 미크로바; 수열법; 응답도