圖像傳感器具體廣闊的應用前景,光電探測器是構成圖像傳感器的一種重要器件。由于比表面積大,基于低維材料包括一維（1D）的納米結構和薄膜構筑的光電器件已成為一種重要的探測器。相對于一維納米結構器件而言,薄膜與傳統(tǒng)的金屬氧化物半導體（CMOS）具有兼容的電子互補。然而,基于膜的光電探測器由于由納米晶體組成的薄膜的載流子遷移率低,通常相關性能表現(xiàn)并不突出,但石墨烯是載流子遷移率很高的二維材料。以上兩個特征使得石墨烯/半導體膜異質結成為光電探測器陣列的光電材料的一個有前景的選擇。基于以上面臨的問題,本文圍繞薄膜和石墨烯兩個方面進行了研究,首先,對原來的光敏材料由多晶ZnS納米顆粒膜進行了單晶ZnS納米線薄膜的光敏材料的更換;然后為了進行對照實驗分別成功的實現(xiàn)了基于石墨烯/ZnS納米顆粒膜異質結光探測器陣列和石墨烯/ZnS納米線膜異質結光探測器陣列的構筑,并從光探測各項性能測試,此外還基于石墨烯/ZnS納米線薄膜異質結光探測器陣列的高性能圖像傳感器進行了研究。研究發(fā)現(xiàn):1.實驗中制備出的石墨烯/ZnS納米顆粒膜異質結光探測器在偏壓為5V,光功率為1 mW/cm²的條件下,通過... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

固體的三種基本類型的示意圖（a）無定型（b）多晶（c）單晶

圖 1.2 電子能態(tài)密度與維度的關系Fig 1.2 The relation between the density of electron energy state and dimension考慮限制性條件，在理想狀態(tài)下，電子在勢阱中運動，設勢阱為無限深勢阱，如公式(1-1)，勢能為：0，r 在勢阱內V(r) =∞，r 在勢阱外 (1-1)電子的運動滿足Schrodinger方程，如公式(1-2)：[ 2/2m *Δ2+ V(r)]Ф(r)=EФ(r) (1-2)對于準一維納米材料來說，將其縱軸方向定為z方向，設限制勢V(x, y)在x和y方向上取矩形截面無限勢阱，長和寬分別為a，b，如公式(1-3)，電子運動的波函數可表示為：Ф(x, y, z)=2eikzsin(nПx/a)sin(nПy/b)/(ab)1/2n，m = 1,2，3 (1-3)

圖 1.3 能帶的形成（a）獨立氫原子的概率密度函數（b）兩個近距離氫原子的交疊的概率密度函數（c）n=1 狀態(tài)的分裂Fig 1.3 Formation of energy band（a）The probability density function of the independenthydrogen atom (b) The probability density function of the overlapping of two near hydrogenatoms （c） n=1 division of state現(xiàn)在，如果用一種方法將開始間隔距離很遠的氫原子以一定的規(guī)律和周期排列起來，待這些原子聚在一起的時候，那么一開始的量子化能級就會分裂成分立的能帶。這種效果如圖1.4所示，其中r0代表晶體中處于平衡狀態(tài)下的原子間距。在處于平衡狀態(tài)下的原子間距處的允帶具有能量，而允帶中的能量仍是分立的。根據泡利不相容原理，由原子聚集所形成的系統(tǒng)（晶體）無論其大小如何變化，都不會改變量子態(tài)的總數目。由于任意兩個電子都不會具有相同的量子數，所以一個分立能級就必須分裂為一個能帶，從而保證每一個電子占據獨立的量子態(tài)[2]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]銅箔形貌對石墨烯生長質量影響的表面氧化法評判[J]. 梁勇明,周建新,張蕓秋.  機械工程材料. 2015(07)
[2]拋光銅襯底表面形貌對CVD制備石墨烯的影響[J]. 馮偉,張建華,楊連喬.  功能材料. 2015(01)
[3]銅鎳合金為襯底化學氣相沉積法制備石墨烯研究[J]. 李興鰲,任明偉,任睿毅,王博琳,蘇丹,馬延文,楊建平.  功能材料. 2012(23)



本文編號：3576282