【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(diǎn)。當(dāng)前,提高光電探測(cè)器的響應(yīng)率、探測(cè)率和響應(yīng)時(shí)間等性能指標(biāo)是當(dāng)今科學(xué)研究中關(guān)心的問(wèn)題。當(dāng)前,與單色工作波長(zhǎng)的光電探測(cè)器相比,寬帶或多色光電探測(cè)器的可響應(yīng)范圍光譜較寬,可實(shí)現(xiàn)一體化多功能的實(shí)際應(yīng)用,因此旨在集高性能和多波段探測(cè)功能為一體的光電探測(cè)器的研究工作顯得尤為重要�；谝陨峡紤],本文采用金納米棒陣列來(lái)提高具有寬波段響應(yīng)的半導(dǎo)體PbS薄膜探測(cè)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(guò)對(duì)沉積溫度、絡(luò)合劑等沉積參數(shù)的調(diào)控制備出在可見(jiàn)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(yáng)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(cè)器。實(shí)驗(yàn)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(qiáng)效果具有明顯的波長(zhǎng)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(shí),其最強(qiáng)增強(qiáng)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(dá)944mA/W,同時(shí)探測(cè)率高達(dá)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(cè)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(lái)講，光電探測(cè)器主要是基于兩種效應(yīng)：光子效一個(gè)單獨(dú)的光子的性質(zhì)對(duì)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(duì)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(dòng)，導(dǎo)致材料溫度的上升，進(jìn)質(zhì)的改變。逡逑效應(yīng)逡逑的波長(zhǎng)Ｘ小于或等于半導(dǎo)體的截止波長(zhǎng)＾時(shí)，半這時(shí)材料內(nèi)部將會(huì)產(chǎn)生非平衡載流子，也叫光生

成的內(nèi)建電場(chǎng)會(huì)把激發(fā)出的電子空穴對(duì)分開(kāi)，，在勢(shì)壘兩端形成電荷積累，進(jìn)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(gè)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(cè)器有很多種，比如：光電池、光電二逡逑極管、光電場(chǎng)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(shí)回路中逡逑會(huì)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(shí)，它會(huì)產(chǎn)生溫逡逑差，這種現(xiàn)象稱(chēng)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(huì)使材料中的帶電載流子（無(wú)論是電子還是空穴）從熱端邊向冷端邊擴(kuò)逡逑散。由于這種情況類(lèi)似于加熱時(shí)膨脹的經(jīng)典氣體，因此，回路中產(chǎn)生的電流被逡逑稱(chēng)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(shí)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(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN15;TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

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(hào)：2591717