低維材料的發(fā)展促進了基于新型納米結構的電子與光電子器件的研究。準一維結構的半導體因其一維的載流子輸運通道、較大的表面積-體積比和亞波長的直徑尺寸而展現(xiàn)出獨特的電學和光學性質,為高增益、高帶寬、偏振敏感、寬波段響應的高性能光電探測提供了可能。然而,受高暗電流和弱光耦合的影響,目前準一維結構光子型探測器的性能依然偏低。尤其是,紅外波段的光電探測性能還有很大提升空間�；诖�,論文開展了基于砷化銦納米線、硫化鎘納米線、硒（硫）化錫納米線和單壁碳納米管等多種準一維結構的半導體光電探測器的研究,探測器的響應波段覆蓋了從紫外、可見到中紅外。本工作不但詳細地闡釋了上述準一維結構探測器中的光電流產(chǎn)生機制,還采用了多種方法進一步優(yōu)化了探測器的性能。具體如下:1.分別制備了由化學氣相沉積（CVD）方法生長的單根n型CdS納米線和單根p型SnX（X=Se,S）納米線背柵場效應晶體管,測得相應的光增益分別高達10⁵和10⁴。模擬了納米線的光吸收特性并建立了紫外顯微光電流譜表征方法,證實了該光增益主要來源于由納米線的表面電荷和缺陷引起的光電流增益。進一步以鐵電聚合物P（... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海技術物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 低維的興起
    1.2 低維與光電
        1.2.1 載流子輸運本質
        1.2.2 光電流的產(chǎn)生
        1.2.3 探測器的性能參數(shù)
        1.2.4 Photogating
    1.3 準一維結構探測器研究進展
        1.3.1 半導體納米線光電探測器概述
        1.3.2 碳納米管探測器研究進展
    1.4 本文主要工作與章節(jié)安排
第二章 增益型單根半導體納米線光電探測器
    2.1 鐵電極化場調(diào)控的單根CdS納米線紫外探測器
        2.1.1 納米線生長與鐵電側柵器件制備
        2.1.2 探測器光電性能表征
        2.1.3 單根納米線的光吸收特性
        2.1.4 光電流增益分析
    2.2 單根p型 SnX（X=Se,S）納米線探測器
        2.2.1 納米線生長與器件制備
        2.2.2 探測器光電性能表征
        2.2.3 光電流的產(chǎn)生與增益來源
    2.3 本章小結
第三章 基于可見光輔助的單根InAs納米線紅外探測器
    3.1 研究背景
        3.1.1 InAs納米線光電導研究概述
        3.1.2 負光電導的本質
    3.2 砷化銦納米線的光電性質
        3.2.1 納米線的合成與器件制備
        3.2.2 光電響應特性與可見光輔助
    3.3 可見光輔助探測機理研究
        3.3.1 氣體分子的影響
        3.3.2 溫度的影響
        3.3.3 偏壓的選擇與光電流的產(chǎn)生
        3.3.4 探測機理小結
    3.4 探測器性能表征
    3.5 本章小結
第四章 基于單壁碳納米管薄膜的室溫近紅外探測器
    4.1 引言
    4.2 碳管中局域光電響應
        4.2.1 SWCNTs的半導體性質
        4.2.2 局域光電流的產(chǎn)生
        4.2.3 單壁碳管/石墨炔復合結構
    4.3 全局光電響應的實現(xiàn)
        4.3.1 基于Pd對稱電極的場效應晶體管
        4.3.2 SWCNTs/PbS量子點復合結構
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 論文總結
    5.2 工作展望
附錄
    附錄A:砷化鎘納米片中的光熱電效應
    附錄B:基于黑磷的紅外探測器性能總結
參考文獻
致謝
作者簡介及在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果



本文編號：2912006