本文主要采用石墨烯(Gr)獨特的優(yōu)勢來制備和表征石墨烯／硅(Gr/Si)的光電探測器。并在此基礎(chǔ)提出并深入探討了提高背對背肖特基結(jié)的金屬-半導體-金屬器件性能的方法。主要的研究結(jié)果如下：(1)從Gr與硅肖特基結(jié)形成機理著手,制備了Gr/Si基紫外光電探測器,并研究了該肖特基結(jié)的特性。采用電流-電壓特性表征其整流特性,并從該電流-電壓特性中利用熱電發(fā)射理論提取該二極管參數(shù),其中,理想因子為1.203,勢壘高度約為0.86 eV,串聯(lián)電阻約11 k-Ω在入射波長405nm,功率密度為0.1 mW/cm2的測試條件下,我們得到了該肖特基結(jié)的最大光學響應(yīng)為0.17A/W。(2)在Gr/Si單個肖特基結(jié)的基礎(chǔ)上,我們制備了兩個背對背的Gr/Si的肖特基結(jié)的MSM器件。在此基礎(chǔ)上提出了以下工藝方法降低暗電流：1.通過將硅表面鈍化抑制G-r與硅間的漏電流；2.通過改變硅窗口的形狀使得石墨烯完全覆蓋硅窗口；3.通過制備氟化石墨烯與石墨烯的平面又指結(jié)構(gòu)的MSM器件。通過這三個工藝改進,在405nm光照,2V偏壓條件下,MSM器件的光電響應(yīng)為0.68A/W：而FG-Gr MSM結(jié)構(gòu)光電響應(yīng)率比提高了62%...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 石墨烯簡介
        1.2.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 石墨烯的制備
        1.2.3 石墨烯的性能
    1.3 石墨烯在光電器件的研究近狀
        1.3.1 石墨烯/硅肖特基結(jié)太陽能電池研究進展
        1.3.2 硅基石墨烯光電探測器的研究進展
    1.4 本文研究內(nèi)容及意義
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 研究意義
第2章 實驗方法
    2.1 實驗方案
    2.2 實驗設(shè)備
        2.2.1 雙面對準光刻機
        2.2.2 電子束蒸發(fā)鍍膜機
        2.2.3 深反應(yīng)刻蝕機
        2.2.4 拉曼光譜儀
        2.2.5 半導體器件測試儀
        2.2.6 其他儀器
    2.3 石墨烯的轉(zhuǎn)移
    2.4 石墨烯的表征
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于石墨烯/硅肖特基結(jié)的研究
    3.1 石墨烯/硅肖特基結(jié)的紫外光電探測器的工作原理
        3.1.1 肖特基結(jié)的整流理論
        3.1.2 石墨烯/硅肖特基結(jié)模型
    3.2 石墨烯/硅肖特基結(jié)的紫外光電探測器的制備及表征
    3.3 石墨烯/硅肖特基結(jié)參數(shù)分析
    3.4 石墨烯/硅肖特基結(jié)的工程應(yīng)用價值
    3.5 基于石墨烯/硅肖特基結(jié)的場效應(yīng)管
        3.5.1 金屬-半導體接觸勢壘場效應(yīng)管
        3.5.2 基于石墨烯/硅的接觸勢壘場效應(yīng)管
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于石墨烯/硅肖特基結(jié)的金屬-半導體-金屬光電探測器
    4.1 金屬-半導體-金屬光電探測原理
    4.2 石墨烯-硅-石墨烯光電探測器
        4.2.1 基于石墨烯/硅的叉指電極的制備及表征
        4.2.2 叉指電極的光暗電流測試及工藝改進的影響
        4.2.3 基于石墨烯/硅的叉指電極的電容-電壓測試
    4.3 本章小結(jié)
    第5章 總結(jié)與展望
參考文獻
在攻讀碩士學位期間取得的科研成果



本文編號：4000701