寬光譜探測(cè)二維材料制備與光電性能研究
發(fā)布時(shí)間：2021-08-06 14:52
光電探測(cè)器能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),在光通信、醫(yī)學(xué)成像、夜視、氣體傳感和安全檢測(cè)等方面都扮演著十分重要的角色。隨著應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,多樣性不斷增長,對(duì)高性能光電探測(cè)器尤其是能同時(shí)覆蓋多波段響應(yīng)的寬光譜探測(cè)器的需求日益增加。目前,基于硅、Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族材料的光探測(cè)器占據(jù)著主要市場(chǎng)。實(shí)際應(yīng)用中,在探測(cè)不同的波長范圍時(shí),常常需要選擇相應(yīng)能帶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料。比如,GaN,Si和InGaAs,根據(jù)禁帶寬度不同,被用于紫外、可見以及近紅外波段探測(cè)器的制備。對(duì)于更長波段紅外乃至遠(yuǎn)紅外,則需要窄帶隙的半導(dǎo)體材料,最典型的如HgCdTe半導(dǎo)體合金。雖然現(xiàn)在已有適用于不同波長的半導(dǎo)體探測(cè)器,但往往受限于材料自身能帶特性,需要根據(jù)不同場(chǎng)合和環(huán)境做選擇以及切換,在具體的應(yīng)用中有諸多不便。因而對(duì)于寬波段響應(yīng)的光探測(cè)器的開發(fā)需求愈來愈強(qiáng)烈。此外,光探測(cè)器的發(fā)展還面臨著響應(yīng)速度、探測(cè)率等性能的突破,在控制成本的同時(shí)提高集成度等問題。二維材料因其優(yōu)異的物理特性,是繼硅、化合物半導(dǎo)體之后另一具有廣闊應(yīng)用前景的新一代半導(dǎo)體材料,為傳統(tǒng)光探測(cè)器的突破提供了思路。首先,二維材料豐富的能帶,為寬波段光電探測(cè)提供了可能;其...
【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：111 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１?ＰＩＮ型光電探測(cè)器器件基本結(jié)構(gòu)及其能帶示意圖｜１８１
??如圖１．２所示為ＭＳＭ光電探測(cè)器的基本結(jié)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的能帶結(jié)構(gòu)。金半接觸分??別在半導(dǎo)體材料的兩側(cè)，從而得到兩個(gè)背對(duì)背的肖特基接觸［１９］。當(dāng)一個(gè)偏置電??流施加在ＭＳＭ型光電探測(cè)器上時(shí)，可以通過電導(dǎo)率的變化來實(shí)現(xiàn)光電探測(cè)。??ＭＳＭ型光電探測(cè)器最大的優(yōu)勢(shì)是易于集成，這是因?yàn)椋停樱托凸怆娞綔y(cè)器具有共??面的肖特基接觸且是平面結(jié)構(gòu)，因而器件的制備相對(duì)更容易。ＭＳＭ型光電探測(cè)??器另一優(yōu)勢(shì)是具有較快的響應(yīng)速度，而半導(dǎo)體襯底具有二維效應(yīng)，能使其器件的??單位面積電容小于ＰＩＮ結(jié)構(gòu)的一半。一般情況下，渡越時(shí)間和ＲＣ時(shí)間常數(shù)是決定??響應(yīng)速度兩個(gè)重要因素，一方面，提高載流子的飽和速度，可減小光生載流子渡??越時(shí)間；另一方面
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Single-Crystalline In Ga As Nanowires for Room-Temperature High-Performance Near-Infrared Photodetectors[J]. Huang Tan,Chao Fan,Liang Ma,Xuehong Zhang,Peng Fan,Yankun Yang,Wei Hu,Hong Zhou,Xiujuan Zhuang,Xiaoli Zhu,Anlian Pan. Nano-Micro Letters. 2016(01)
本文編號(hào)：3325978
【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：111 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１?ＰＩＮ型光電探測(cè)器器件基本結(jié)構(gòu)及其能帶示意圖｜１８１
??如圖１．２所示為ＭＳＭ光電探測(cè)器的基本結(jié)構(gòu)與對(duì)應(yīng)的能帶結(jié)構(gòu)。金半接觸分??別在半導(dǎo)體材料的兩側(cè)，從而得到兩個(gè)背對(duì)背的肖特基接觸［１９］。當(dāng)一個(gè)偏置電??流施加在ＭＳＭ型光電探測(cè)器上時(shí)，可以通過電導(dǎo)率的變化來實(shí)現(xiàn)光電探測(cè)。??ＭＳＭ型光電探測(cè)器最大的優(yōu)勢(shì)是易于集成，這是因?yàn)椋停樱托凸怆娞綔y(cè)器具有共??面的肖特基接觸且是平面結(jié)構(gòu)，因而器件的制備相對(duì)更容易。ＭＳＭ型光電探測(cè)??器另一優(yōu)勢(shì)是具有較快的響應(yīng)速度，而半導(dǎo)體襯底具有二維效應(yīng)，能使其器件的??單位面積電容小于ＰＩＮ結(jié)構(gòu)的一半。一般情況下，渡越時(shí)間和ＲＣ時(shí)間常數(shù)是決定??響應(yīng)速度兩個(gè)重要因素，一方面，提高載流子的飽和速度，可減小光生載流子渡??越時(shí)間；另一方面
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Single-Crystalline In Ga As Nanowires for Room-Temperature High-Performance Near-Infrared Photodetectors[J]. Huang Tan,Chao Fan,Liang Ma,Xuehong Zhang,Peng Fan,Yankun Yang,Wei Hu,Hong Zhou,Xiujuan Zhuang,Xiaoli Zhu,Anlian Pan. Nano-Micro Letters. 2016(01)
本文編號(hào)：3325978
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