熱電子探測(cè)器是能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為電能的有效途徑之一,其本質(zhì)為光電轉(zhuǎn)換器,是光電子鏈路的基本組成部分之一。隨著微納加工技術(shù)和納米光子學(xué)的發(fā)展,器件逐漸向小型化、高響應(yīng)、低成本的方向進(jìn)化�；诒砻娴入x激元的熱電子探測(cè)器件因其具有能在納米尺度操縱光、不受材料禁帶寬度限制的特點(diǎn),有效解決了傳統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換器件體積較大和工作波段受限的弊端,已經(jīng)在光電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域扮演十分重要的角色。目前已研制出各種工作在光通信窗口和其它波段的熱電子探測(cè)器件,其中不乏二維材料和芯片集成熱電子探測(cè)器的出現(xiàn),廣泛應(yīng)用于生物傳感、醫(yī)療儀器、國(guó)防、高端制造等領(lǐng)域。本課題就兩種常見(jiàn)結(jié)構(gòu)類型的熱電子探測(cè)器件的光電性能進(jìn)行全面仿真研究,并對(duì)其中一種進(jìn)行實(shí)驗(yàn)制備,本論文的主要研究?jī)?nèi)容為:（1）通過(guò)有限元法研究了金屬-絕緣層-金屬（MIM）結(jié)構(gòu)熱電子探測(cè)器的光電特性,通過(guò)對(duì)材料和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,解決了此種結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的非對(duì)稱性吸收較差的弊端,大幅提高了器件的陷光能力,有效增強(qiáng)了器件的光電性能,在同一共振波長(zhǎng)處,凈吸收率由16%增至95%,凈響應(yīng)度由1.85n A/m W增至10.4n A/m W,實(shí)現(xiàn)了一種極窄帶響應(yīng)（半高寬僅為5.4nm）。研究了各... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 表面等離激元熱電子探測(cè)器研究現(xiàn)狀
        1.2.1 表面等離激元熱電子探測(cè)器國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 表面等離激元熱電子探測(cè)器國(guó)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 表面等離激元與熱電子光電轉(zhuǎn)換原理
    2.1 引言
    2.2 表面等離激元綜述
    2.3 表面等離激元基本原理
        2.3.1 Drude模型
        2.3.2 表面等離激元的色散關(guān)系
        2.3.3 表面等離激元的激發(fā)方式
        2.3.4 表面等離激元的特征參數(shù)
    2.4 能帶理論和電子分布規(guī)律
    2.5 本章小結(jié)
第3章 MIM金屬光柵結(jié)構(gòu)光電特性研究
    3.1 引言
    3.2 Au-TiO_2-Au結(jié)構(gòu)熱電子探測(cè)器
        3.2.1 MIM結(jié)構(gòu)熱電子轉(zhuǎn)移機(jī)制
        3.2.2 MIM結(jié)構(gòu)熱電子探測(cè)器電學(xué)性能研究方法
    3.3 Au-TiO_2-ITO結(jié)構(gòu)熱電子探測(cè)器
    3.4 共形Au-TiO_2-ITO結(jié)構(gòu)熱電子探測(cè)器
        3.4.1 基本性能參數(shù)
        3.4.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)器件性能的影響
        3.4.3 外加偏壓與勢(shì)壘高度對(duì)器件電學(xué)性能的影響
        3.4.4 入射角對(duì)響應(yīng)度的影響
    3.5 二維共形Au-TiO_2-ITO結(jié)構(gòu)熱電子探測(cè)器
    3.6 本章小結(jié)
第4章 MS結(jié)構(gòu)光電特性與器件制備方法研究
    4.1 引言
    4.2 熱電子探測(cè)器的結(jié)構(gòu)和熱電子轉(zhuǎn)移機(jī)制
    4.3 MS結(jié)構(gòu)熱電子探測(cè)器光學(xué)性能研究
    4.4 MS結(jié)構(gòu)熱電子探測(cè)器電學(xué)性能研究
    4.5 MS結(jié)構(gòu)熱電子探測(cè)器的實(shí)驗(yàn)制備
        4.5.1 硅片的預(yù)處理
        4.5.2 電子束蒸鍍法
        4.5.3 電化學(xué)法
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Silica nanocone array as a template for fabricating a plasmon induced hot electron photodetector[J]. ZHIQIANG YANG,KANG DU,FANFAN LU,YANG PANG,SHIJIA HUA,XUETAO GAN,WENDING ZHANG,SOO JIN CHUA,TING MEI.  Photonics Research. 2019(03)
[2]二氧化硅的反應(yīng)離子刻蝕工藝研究[J]. 楊光,茍君,李偉,袁凱.  微處理機(jī). 2012(03)
[3]SF6/O2/CHF3混合氣體對(duì)硅材料的反應(yīng)離子刻蝕研究[J]. 周宏,賴建軍,趙悅,柯才軍,張坤,易新建.  半導(dǎo)體技術(shù). 2005(06)

博士論文
[1]基于對(duì)稱金屬包覆介質(zhì)波導(dǎo)的表面等離子波納米器件的研究[D]. 俞海濱.上海交通大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于表面等離子體的慢光研究[D]. 賈曉宇.北京郵電大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3643248