【摘要】：新型納米光電器件是當(dāng)前材料科學(xué)、微電子器件領(lǐng)域研究的熱點。當(dāng)前,提高光電探測器的響應(yīng)率、探測率和響應(yīng)時間等性能指標(biāo)是當(dāng)今科學(xué)研究中關(guān)心的問題。當(dāng)前,與單色工作波長的光電探測器相比,寬帶或多色光電探測器的可響應(yīng)范圍光譜較寬,可實現(xiàn)一體化多功能的實際應(yīng)用,因此旨在集高性能和多波段探測功能為一體的光電探測器的研究工作顯得尤為重要。基于以上考慮,本文采用金納米棒陣列來提高具有寬波段響應(yīng)的半導(dǎo)體PbS薄膜探測器的光電響應(yīng)特性。具體研究工作為:(1)利用化學(xué)浴沉積法制備了硫化鉛納米薄膜,并通過對沉積溫度、絡(luò)合劑等沉積參數(shù)的調(diào)控制備出在可見到近紅外范圍內(nèi)吸收光譜峰位可調(diào)的PbS薄膜。(2)利用四步陽極氧化法制備出超薄多孔雙通二氧化鈦薄膜。以此為掩膜結(jié)合電子束蒸發(fā)技術(shù)構(gòu)筑了有序金納米陣列修飾的PbS薄膜光電探測器。實驗發(fā)現(xiàn),有序金納米陣列修飾后,PbS薄膜的響應(yīng)率明顯提高,且其共振增強效果具有明顯的波長選擇性。當(dāng)修飾的金納米棒陣列的高度從30 nm增加到120 nm時,其最強增強峰從450 nm紅移到近1000 nm的近紅外波段。在980 nm的紅外光照射下,該裝置光電響應(yīng)率可高達944mA/W,同時探測率高達1.72×1010 cm Hz1/2W-1。
【圖文】：

Ｄ＊邋＝邋－ｆｉ＝率，ｅ為電子電量，ＩＤａｒｉｃ為暗電流值。逡逑體光電探測器的幾種物理效應(yīng)［１，５］逡逑應(yīng)及光熱效應(yīng)逡逑應(yīng)來講，光電探測器主要是基于兩種效應(yīng)：光子效一個單獨的光子的性質(zhì)對所產(chǎn)生的光電子起到直后直接引起內(nèi)部電子狀態(tài)的改變，其對應(yīng)的主要應(yīng)是指材料吸收光子之后，不直接引起電子狀態(tài)轉(zhuǎn)變成晶格的熱振動，導(dǎo)致材料溫度的上升，進質(zhì)的改變。逡逑效應(yīng)逡逑的波長Ｘ小于或等于半導(dǎo)體的截止波長＾時，半這時材料內(nèi)部將會產(chǎn)生非平衡載流子，也叫光生

成的內(nèi)建電場會把激發(fā)出的電子空穴對分開，，在勢壘兩端形成電荷積累，進而逡逑產(chǎn)生光伏效應(yīng)。半導(dǎo)體光伏效應(yīng)是源于半導(dǎo)體的“結(jié)”。而這個所謂的“結(jié)”可逡逑以是ＰＮ結(jié)，ＰＩＮ結(jié)，肖特基結(jié)或者異質(zhì)結(jié)等。圖１－２為ＰＮ結(jié)光伏效應(yīng)示意圖逡逑［２］。目前，應(yīng)用這種效應(yīng)制成的光電探測器有很多種，比如：光電池、光電二逡逑極管、光電場效應(yīng)管、光電晶體管及雪崩光電二極管等等。逡逑光照逡逑？邋Ｉ邋？邐ｉｌ逡逑ｆｆｌＨＢＢ｜８ｐｉ｜ｌ邐匕－－N－」ａ逡逑ＢＫｉｉｔｒｊ邋——０」逡逑圖１－２ＰＮ結(jié)光伏效應(yīng)原理示意圖［２］。逡逑（５）溫差電效應(yīng)逡逑將兩種不同的材料連接成回路構(gòu)成裝置，當(dāng)在裝置兩側(cè)溫度不同時回路中逡逑會產(chǎn)生電壓，從而形成電流；相反，如果在裝置兩端施加電壓時，它會產(chǎn)生溫逡逑差，這種現(xiàn)象稱為溫差電效應(yīng)。在原子尺度上（特別是電荷載流子），該裝置兩逡逑端的溫差會使材料中的帶電載流子（無論是電子還是空穴）從熱端邊向冷端邊擴逡逑散。由于這種情況類似于加熱時膨脹的經(jīng)典氣體，因此，回路中產(chǎn)生的電流被逡逑稱為熱感應(yīng)電流。逡逑如果把冷端一分為二并連接電流表，此時將光照射到另一端，另一端因吸逡逑收了光能導(dǎo)致溫度升高，這樣就在回路中產(chǎn)生了電流，而且該電流大小可反映逡逑光照能量的大小
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN15;TB383.1

【參考文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 鄭昕;PbS薄膜的制備及紅外光敏性能的研究[D];電子科技大學(xué);2009年

本文編號：2591717