本文關(guān)鍵詞：異質(zhì)結(jié)法提高ZnO微米線紫外探測(cè)器的性能，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氧化鋅(Zn O)是一種具有六方晶體結(jié)構(gòu)的直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料,在室溫下的禁帶寬度為3.37 eV,激子束縛能高達(dá)60 meV。由于價(jià)格低廉,制備簡(jiǎn)單,熱穩(wěn)定性高并且具有生物相容性,因此,它具有廣泛的應(yīng)用。近年來,基于ZnO材料的紫外探測(cè)器取得了很大的進(jìn)展。然而,由于ZnO材料具有氧空位和鋅間隙等固有缺陷,導(dǎo)致大多數(shù)的紫外探測(cè)器響應(yīng)、回復(fù)速度慢,開關(guān)電流比低,光電流穩(wěn)定性差。因此,制備一種基于氧化鋅材料的高性能紫外探測(cè)器具有重要的意義。針對(duì)如何提升ZnO基紫外光探測(cè)器的性能,研究者們從不同方面對(duì)探測(cè)器進(jìn)行了改進(jìn),比如從接觸類型上展開研究,利用肖特基接觸來代替歐姆接觸,紫外器件的靈敏度,響應(yīng)、回復(fù)時(shí)間等性能得到明顯的改善;比如選用兩種合適的半導(dǎo)體來構(gòu)造異質(zhì)結(jié)以提升紫外器件的性能。研究結(jié)果表明,通過在ZnO材料表面包裹一層半導(dǎo)體材料,ZnO的表面態(tài)會(huì)被鈍化,其禁帶寬度也會(huì)被調(diào)整,復(fù)合材料的紫外性能將會(huì)得到顯著改善。本論文利用異質(zhì)結(jié)以及表面鈍化作用,通過在ZnO微米線表面修飾一層ZnS殼層,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)ZnO微米線紫外探測(cè)性能的提升。硫化鋅(ZnS)是一種屬于Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體的直接帶隙半導(dǎo)體材料,其能帶結(jié)構(gòu)與晶格常數(shù)和Zn O具有較好的匹配度,因此ZnS是在ZnO表面構(gòu)建異質(zhì)結(jié)的合理選擇。在具體的實(shí)驗(yàn)中分別設(shè)計(jì)并制作了ZnO/ZnS異質(zhì)結(jié)型紫外探測(cè)器和ZnO/ZnS場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)型紫外探測(cè)器。測(cè)試結(jié)果表明,在365 nm波長(zhǎng)紫外光照射下,異質(zhì)結(jié)型紫外探測(cè)器的暗電流比單純ZnO微米線的暗電流降低了4個(gè)數(shù)量級(jí),其開關(guān)電流比提升至單純ZnO微米線器件的15132倍,并且其響應(yīng)、回復(fù)時(shí)間分別達(dá)到1.7 s和1.1 s。構(gòu)造FET型紫外探測(cè)器之后,器件暗電流降低為單純ZnO微米線的1/1209。開關(guān)電流比增大為單純ZnO微米線的253倍,并且其響應(yīng)、回復(fù)時(shí)間分別縮短至6.6 s和2.2 s。
【關(guān)鍵詞】：紫外探測(cè)器 氧化鋅 硫化鋅 核殼結(jié)構(gòu) 異質(zhì)結(jié)
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN23
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-27
• 1.1 引言9
• 1.2 紫外線概述9-10
• 1.3 寬禁帶半導(dǎo)體紫外光電探測(cè)器概述10-16
• 1.3.1 寬禁帶半導(dǎo)體材料10-11
• 1.3.2 寬禁帶半導(dǎo)體紫外光電探測(cè)器的分類11-14
• 1.3.3 寬禁帶半導(dǎo)體紫外光電探測(cè)器的性能參數(shù)14-16
• 1.4 ZnO基紫外探測(cè)器16-25
• 1.4.1 ZnO材料的基本性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)16-17
• 1.4.2 ZnO基紫外探測(cè)器工作原理17-18
• 1.4.3 ZnO基紫外探測(cè)器的研究現(xiàn)狀18-25
• 1.5 本論文的主要工作及創(chuàng)新25-27
• 1.5.1 本論文的主要工作25
• 1.5.2 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)25-26
• 1.5.3 本論文的研究意義26-27
• 第二章 ZnO、ZnO/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的制備及其特性表征27-41
• 2.1 ZnO微米線的制備與特性表征27-33
• 2.1.1 ZnO微米線的制備27-29
• 2.1.2 ZnO微米線的測(cè)試與分析29-33
• 2.2 ZnS殼層的制備與特性表征33-40
• 2.2.1 ZnO/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的制備33-34
• 2.2.2 ZnO/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的測(cè)試與分析34-40
• 2.3 本章小結(jié)40-41
• 第三章 ZnO/ZnS異質(zhì)結(jié)型紫外探測(cè)器41-51
• 3.1 ZnO、ZnS半導(dǎo)體材料與金屬歐姆接觸的研究41-43
• 3.2 ZnO、ZnS異質(zhì)結(jié)型紫外探測(cè)器的制備43-44
• 3.3 ZnO/ZnS異質(zhì)結(jié)型紫外探測(cè)器工作原理及性能測(cè)試44-49
• 3.3.1 ZnO/ZnS異質(zhì)結(jié)型紫外探測(cè)器工作原理44-46
• 3.3.2 ZnO/ZnS異質(zhì)結(jié)型紫外探測(cè)器性能測(cè)試46-49
• 3.4 本章小結(jié)49-51
• 第四章 ZnO/ZnS FET型紫外探測(cè)器51-56
• 4.1 ZnO/ZnS FET型紫外探測(cè)器的制備51-52
• 4.2 ZnO/ZnS FET型紫外探測(cè)器工作原理及性能測(cè)試52-55
• 4.2.1 ZnO/ZnS FET型紫外探測(cè)器工作原理52
• 4.2.2 ZnO/ZnS FET型紫外探測(cè)器性能測(cè)試52-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第五章 總結(jié)56-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 在學(xué)期間的研究成果64-65
• 致謝65

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