近年來,光電探測器被廣泛地應(yīng)用于軍事和國民經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域,具有極大的應(yīng)用價(jià)值和科研價(jià)值。本文利用ZnO的寬禁帶、高電子遷移率等優(yōu)勢,構(gòu)筑基于ZnO納米棒（ZnO NRs）陣列結(jié)構(gòu)的自供電光電探測器,并通過對ZnO納米棒進(jìn)行Ga摻雜,獲取了較好的光電性能。首先,我們利用水浴法生長ZnO納米棒,制備了基于n-ZnO納米棒/p-GaN異質(zhì)結(jié)的自供電紫外光電探測器。由于水浴法制備的ZnO納米棒有較多缺陷態(tài),這些缺陷會(huì)捕獲光生載流子,降低器件性能,因此我們通過對ZnO納米棒摻入Ga元素來減少納米棒中的缺陷濃度,提高器件的光電探測性能。研究發(fā)現(xiàn),在相同的條件下,Ga:ZnO（GZO）納米棒/GaN異質(zhì)結(jié)探測器相對于ZnO納米棒/GaN探測器具有更好的光電響應(yīng)特性,并且能夠?qū)崿F(xiàn)更可靠的自供電性能。在零偏壓,光強(qiáng)為1.31 mW/cm2的混合紫外光照射下,GZO納米棒/GaN探測器的光/暗電流（lph/ldark）比達(dá)到了3.2×105,此數(shù)值是ZnO納米棒/GaN異質(zhì)結(jié)光/暗電流比的75倍;摻Ga納米棒器件的響應(yīng)度最大值達(dá)到0.23 A/W,是ZnO納米棒基探測器的3倍多。其次,我們以GZO納米棒陣列為... 

【文章來源】：湖北大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?ｎ－ＧＺＯ納米棒／ｐ－ＧａＮ光電探測器的制備流程圖??

２．?４．?１納米棒陣列的形貌表征分析??麵瞧??圖２．２納米棒的ＳＥＭ圖：（ａ）ＵＺＯ納米棒的平面圖；（ｂ）?ＧＺＯ納米棒的平面圖??圖２．２?（ａ）和（ｂ）分別為ＵＺＯ納米棒與ＧＺＯ納米棒陣列的ＳＥＭ平面圖，??從圖中可以看出，ＵＺＯ納米棒的平均直徑約為７０?ｎｍ，?ＧＺＯ納米棒的平均直徑??約為１００?ｒｎｎ�；趥鹘y(tǒng)成核理論，在Ｇａ：ＺｎＯ納米棒生長的過程中，鎵原子摻入??ＺｎＯ后會(huì)取代晶格中的Ｚｎ原子，晶格即產(chǎn)生同等數(shù)量的“缺陷”，此時(shí)晶體的??最低能量狀態(tài)被破壞，不可避免地需要汲取額外能量來維持生長，這意味著ＺｎＯ??納米棒的異相成核被阻止；在較低的成核密度下，橫向生長被促進(jìn)，因而導(dǎo)致?lián)??Ｇａ后的ＺｎＯ納米棒平均直徑變大［２７＿２８］。（ｂ）圖中的ＧＺＯ納米棒呈明顯的正六??邊形，這側(cè)向證明我們制備的ＧＺＯ納米棒可能為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)。??２．?４．?２納米棒陣列的物相和光吸收分析??圖２．３?（ａ）為ＧＺＯ與ＵＺＯ納米棒陣列的ＸＲＤ曲線�？梢钥吹剑{米棒在??３４．４°和７２．６°附近出現(xiàn)了衍射峰

的摩爾含量約為１．８％。??２．?４．?３探測器的Ｉ－Ｖ特性分析??圖２．４?（ａ）為ＧＺＯ納米棒／ＧａＮ探測器和ＵＺＯ納米棒／ＧａＮ探測器的暗電流??與電壓（Ｗｋ－Ｖ）的對數(shù)曲線。從圖中可以看到，ＧＺＯ納米棒／ＧａＮ探測器的暗??電流比ＵＺＯ納米棒／ＧａＮ探測器的暗電流小得多：當(dāng)電壓為－ＩＶ時(shí)，ＧＺＯ納米??棒器件的暗電流約為－０．５?ｎＡ，ＵＺＯ納米棒器件的暗電流約為－２０．９?ｎＡ；當(dāng)電壓為??０Ｖ時(shí)，摻雜納米棒器件的暗電流約為－０．０１?ｎＡ，未摻雜納米棒器件的暗電流約??為－０．０５?ｎＡ。０Ｖ時(shí)的暗電流是探測器的噪聲電流，噪聲電流越小，探測器就越??容易實(shí)現(xiàn)弱光探測，具有更強(qiáng)的抗干擾能力和更小的使用功耗。摻雜納米棒器件??的暗電流變小可能是由ＧＺＯ納米棒中的氧空位減少導(dǎo)致的。不難看出，這兩種??器件都有很好的二極管整流效應(yīng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]薄膜開關(guān)用導(dǎo)電碳漿的研究[J]. 賀平,趙燕熹,何寶林.  電子元件與材料. 2003(08)



本文編號：3057147