紫外探測(cè)器已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,例如環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療、生物、軍事等。新型紫外探測(cè)器要求具有體積小、便于攜帶、易于加工、高的開(kāi)關(guān)電流比、快的響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間和制造成本低等特點(diǎn)。而寬禁帶金屬氧化物半導(dǎo)體材料是很好的候選者。其原因是寬禁帶材料本身不會(huì)吸收可見(jiàn)光,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外光的高效吸收。與窄帶隙材料相比可以減少使用濾波器而節(jié)約成本。并且寬禁帶金屬氧化物半導(dǎo)體材料眾多,如TiO₂、ZnO、NiO、SiC、CaN等,這些材料具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)引起了眾多科研者的關(guān)注。本文的主要工作如下:1.首先通過(guò)靜電紡絲法成功的合成了有序納米線(xiàn)載體,然后通過(guò)控制脈沖激光沉積目標(biāo)靶材的沉積時(shí)間制取了不同直徑的PVP/Ti復(fù)合納米線(xiàn),沉積時(shí)間分別為6min、12min、18min和30min。然后在管式爐氧化燒結(jié)2小時(shí)即可得到不同壁厚的銳鈦礦相TiO₂納米管。光電響應(yīng)結(jié)果表明沉積18min的樣品表現(xiàn)出了最大的光靈敏度的同時(shí)又具有快的響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間。2.通過(guò)上述方法成功制備了大面積有序排列的ZnO納米管和金紅石相TiO₂納米管,其中ZnO納米管表... 

【文章來(lái)源】：西北師范大學(xué)甘肅省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

紫外分類(lèi)光譜圖

第1章緒論21.1.2紫外光電探測(cè)器的基本原理和簡(jiǎn)單分類(lèi)圖1.2紫外光電探測(cè)器的分類(lèi)熱探測(cè)器原理是利用光輻射的熱效應(yīng)，根據(jù)光輻照后吸收光使物體的表面溫度急劇升高從而引起探測(cè)器電流/電壓信號(hào)變化的裝置。熱探測(cè)器又可以分為熱敏電阻探測(cè)器和熱釋電阻探測(cè)器。但由于其光靈敏度低，響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，無(wú)波長(zhǎng)選擇性，機(jī)械強(qiáng)度低等原因不利于大規(guī)模應(yīng)用。光子型紫外光電探測(cè)器是根據(jù)光電效應(yīng)的原理制成的，具體可以描述為當(dāng)輻照的紫外光能量高于寬禁帶半導(dǎo)體的實(shí)驗(yàn)帶隙時(shí)就會(huì)在納米材料的表面激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，然后在外加電場(chǎng)的作用下電子-空穴會(huì)發(fā)生漂移或擴(kuò)散進(jìn)行電子空穴對(duì)的分離和傳輸，最后電子和空穴被相應(yīng)電極的陽(yáng)極和陰極所收集形成電流，表現(xiàn)為材料的電阻降低，從而達(dá)到對(duì)紫外光的檢測(cè)。根據(jù)不同的工作原理光子探測(cè)器可以細(xì)化為以下三種類(lèi)型，分別是光電導(dǎo)探測(cè)器、光伏探測(cè)器和光電子發(fā)射探測(cè)器�；诮Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制和光電導(dǎo)增益較高等特點(diǎn)的光電導(dǎo)型紫外光電探測(cè)器而言，器件較大的暗電流和較慢的響應(yīng)速度限制了其應(yīng)用。其中光伏型探測(cè)器依據(jù)材料自身所形成的內(nèi)建電場(chǎng)進(jìn)行電子-空穴對(duì)的分離，并且光激發(fā)的電子空穴對(duì)遠(yuǎn)大于材料本身的具有的載流子濃度，所以光伏型探測(cè)器通常表現(xiàn)出高的光響應(yīng)度和量子效率。在這個(gè)基礎(chǔ)上又可以把光伏探測(cè)器劃分為MSM型、肖特基型、p-n/p-i-n型和雪崩光電二極管四種類(lèi)型。1.肖特基型紫外光電探測(cè)器肖特基結(jié)構(gòu)是寬帶隙半導(dǎo)體紫外探測(cè)器中常用的結(jié)構(gòu)，它是一個(gè)肖特基二極管，由一個(gè)半透明的肖特基接觸點(diǎn)和歐姆接觸點(diǎn)所構(gòu)成[4]，由于入射光會(huì)通過(guò)金屬

第1章緒論7圖1.3單個(gè)功能化ZnO納米帶光電探測(cè)器在光開(kāi)和光關(guān)后的響應(yīng)恢復(fù)曲線(xiàn)，右下角的插圖是探測(cè)器的SEM圖。Shen等人[32]在2013年報(bào)道了使用p-ZnO(Li,N)/n-ZnO結(jié)構(gòu)制成自供電高光譜選擇性的紫外光電探測(cè)器(PDs)，如圖1.4所示。PDs可以在沒(méi)有任何外部電源的情況下運(yùn)行并且僅在非常窄的頻譜范圍內(nèi)顯示對(duì)光的響應(yīng)。器件的自供電主要?dú)w因于pn結(jié)中的內(nèi)建電場(chǎng)可以使光生電子空穴對(duì)分離，而高光譜選擇性歸因于ZnO(Li,N)層中中性區(qū)域的濾光作用。在室溫下保存五個(gè)月后重新測(cè)量器件的紫外光響應(yīng)可以得到探測(cè)器表現(xiàn)出了良好可重復(fù)性和穩(wěn)定性。圖1.4自供電紫外光電探測(cè)器在五個(gè)月內(nèi)連續(xù)測(cè)試的光譜響應(yīng)度Zhang等人[33]在2016年首先研究了如何通過(guò)鋁摻雜ZnO（AZO）層薄膜影響ZnO納米棒陣列（NRs）的形貌以及光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，然后研究了基于Au/ZnO肖特基型和p-CuSCN/n-ZnONRs異質(zhì)結(jié)型的紫外光電探測(cè)器的性能，如圖1.5所示。性能結(jié)果表明0.5%Al摻雜的AZO薄膜比純AZO薄膜和1%Al摻雜AZO薄膜具有更好的光響應(yīng)性能。此現(xiàn)象可歸因于AZO層良好的透光性，納米棒的密度增加以及ZnONRs結(jié)晶度的提高。基于CuSCN/ZnONRs異質(zhì)結(jié)型的紫外光電探測(cè)器在黑暗條件下表現(xiàn)出良好的整流特性，在低強(qiáng)度輻照條件下自供電的UV光響應(yīng)特性具有出色的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。在沒(méi)有外加偏壓的情況下0.5%Al摻雜AZO薄膜對(duì)365nm的光譜響應(yīng)度達(dá)到了22.5mA/W。同時(shí)p-CuSCN/n-ZnONRs異質(zhì)結(jié)結(jié)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電子紡絲成形及纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)研究[J]. 肖長(zhǎng)發(fā).  高科技纖維與應(yīng)用. 2003(01)



本文編號(hào)：3462368