光探測(cè)器是一類(lèi)能將入射光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的器件。它被廣泛應(yīng)用在圖像檢測(cè)、光通信、環(huán)境監(jiān)控以及化學(xué)和生物探測(cè)等領(lǐng)域。目前為止,已經(jīng)報(bào)導(dǎo)了大量基于TiO₂單組分的光探測(cè)器。然而,該類(lèi)光探測(cè)器在性能方面存在著一定的局限性。因此,本論文提出構(gòu)建異質(zhì)結(jié)納米結(jié)構(gòu)替代單一TiO₂來(lái)提高器件性能。異質(zhì)結(jié)光探測(cè)器不僅能擁有單個(gè)組分所具有的優(yōu)點(diǎn),還能展現(xiàn)出新穎的性能。本論文基于TiO₂分別結(jié)合ZnO和鈣鈦礦材料設(shè)計(jì)了光探測(cè)器,具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）Zn O不僅有合適的帶隙,還具有高穩(wěn)定性、低成本和在紫外光區(qū)域有較高吸收等優(yōu)點(diǎn)。然而,基于Zn O的光探測(cè)器同時(shí)也存在著一些缺點(diǎn)。例如,它的響應(yīng)度和光電流較低,并且它的光電流衰減時(shí)間達(dá)到幾十甚至幾百秒。本工作通過(guò)靜電紡絲技術(shù),得到一維有序ZnO納米纖維,并實(shí)現(xiàn)了Li元素的摻雜。改變電紡時(shí)間（5,10,15和20 min）,可以總結(jié)出對(duì)于ZnO和Li:ZnO,最佳的電紡時(shí)間是10 min。在Li:ZnO-10樣品上,用原子層沉積技術(shù)（ALD）沉積了不同厚度TiO₂薄膜（1、3... 

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【部分圖文】：

光探測(cè)器物理原理

圖 1-2 光譜圖[5]重要參數(shù)光探測(cè)器性能的主要參數(shù)如下所示：R）光暗電流差值和入射光強(qiáng)度的比值，表示光探測(cè)器對(duì)光信R=JPHLlight表示光暗電流差值，Llight表示入射光強(qiáng)度。因?yàn)?R 正比(EQE)。EQE 表示光子與電子-空穴對(duì)的轉(zhuǎn)換率。因此，式表示：

它們的光響應(yīng)較慢、光敏性較差以及有著明顯的電滯回線(xiàn)。目前，有報(bào)導(dǎo)稱(chēng)通過(guò)光電門(mén)效應(yīng)或者其他的方法，光電導(dǎo)元件的缺點(diǎn)能在一定程度上被克服。就光電晶體管（圖 1-3（c））而言，通過(guò)增加?xùn)烹姌O和電介質(zhì)層，器件就能在一定程度上降低噪聲電流、放大電信號(hào)，并能提高相應(yīng)的品質(zhì)因素，例如響應(yīng)度（R）和光電導(dǎo)增益（G）。不同的器件結(jié)構(gòu)會(huì)在光電性能方面產(chǎn)生明顯的差異。以響應(yīng)度（R）為例，對(duì)于光電二極管而言，在一個(gè)特定光強(qiáng)范圍內(nèi)，它的響應(yīng)度是個(gè)常數(shù)，可以表示成：R= IPinA∝WLWL≡Const （7）然而，對(duì)于光電導(dǎo)元件和光電晶體管來(lái)說(shuō)，響應(yīng)度（R）被表示成：R= IPinA∝WLWL∝1L2（8）在該表達(dá)式中，W 和 L 分別表示為器件溝道位置的寬度和長(zhǎng)度。


本文編號(hào)：3583238