本文關(guān)鍵詞：基于AlGaN和石墨烯的紫外—紅外雙色探測器的制備研究

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【摘要】：隨著社會科技的進(jìn)步,軍事和民用的探測器也逐漸發(fā)展起來,紫外探測器和紅外探測器是兩種較為常見的光電探測器。目前,研制出的紫外-紅外雙色探測器所需材料生長困難,制備工藝復(fù)雜,制作成本高,集成后的器件響應(yīng)度比較低。本設(shè)計研發(fā)出的雙色探測器不但降低了制備器件的難度,在器件性能上也有所提高。本設(shè)計從理論分析設(shè)計入手,通過模擬器件來設(shè)計器件制備的工藝過程,并搭建測試系統(tǒng)對器件的探測性能進(jìn)行了測試。得出了探測器的量子效率對偏壓和頻率的依賴關(guān)系,發(fā)現(xiàn)隨著兩者的增大,探測器的量子效率分別隨之增大和減小;實驗發(fā)現(xiàn)了在低溫環(huán)境下紫外探測器的響應(yīng)特性,通過降低溫度可以提高紫外探測器的光-暗電流之比并且減小下降時間。本文利用前期已經(jīng)制備的高Al組分的AlGaN制備性能更加完善的MSM結(jié)構(gòu)紫外探測器。同時采用化學(xué)氣相沉積法生長石墨烯,并對其進(jìn)行表征。使用高質(zhì)量石墨烯制備出性能更加完善的紅外探測器。本文設(shè)計出的基于AlGaN和石墨烯的紫外-紅外雙色探測器不但減弱了集成難度,在制備器件過程中也減少了工藝成本。在性能方面它既能探測紫外波段,又能探測出紅外波段,并且可以減少錯誤報警頻率。將雙色探測器放置于室溫下,調(diào)制頻率為209 Hz,外置電場分別為10 V和5 V,探測器在263 nm處的響應(yīng)度為5.9 mA/W,在1.15μm處的響應(yīng)度為0.67 mA/W,并且探測器的響應(yīng)度均隨著工作電壓的增加而增大。雙色探測器的成功制備使其在光電領(lǐng)域占有一席之地。
【關(guān)鍵詞】：AlGaN 石墨烯 材料表征 紫外-紅外雙色探測器
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN215
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 選題背景及研究意義9-10
• 1.2 光電探測器的研究發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 Ⅲ族氮化物紫外探測器的研究發(fā)展10-11
• 1.2.2 石墨烯探測器的研究進(jìn)展11
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容11-13
• 第2章 材料介紹及紫外探測器設(shè)計13-34
• 2.1 石墨烯基本結(jié)構(gòu)與性質(zhì)13-17
• 2.1.1 石墨烯的基本結(jié)構(gòu)13-14
• 2.1.2 石墨烯的特殊性質(zhì)14-17
• 2.2 石墨烯的制備、轉(zhuǎn)移及表征17-26
• 2.2.1 石墨烯的制備方法17-20
• 2.2.2 石墨烯的轉(zhuǎn)移方法20-21
• 2.2.3 石墨烯的表征方法21-25
• 2.2.4 石墨烯的應(yīng)用25-26
• 2.3 MSM結(jié)構(gòu)紫外探測器的設(shè)計26-33
• 2.3.1 金屬表面等離子體光柵耦合26-29
• 2.3.2 偏壓依賴關(guān)系及頻率響應(yīng)29-30
• 2.3.3 低溫特性30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 鋁鎵氮－石墨烯雙色探測器的設(shè)計與加工34-43
• 3.1 掩膜版設(shè)計34-35
• 3.2 雙色探測器加工前準(zhǔn)備35-36
• 3.3 紫外探測器的制備36-39
• 3.4 紅外探測器的制備39-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 雙色探測器的測試與分析43-48
• 4.1 紫外探測器的電學(xué)測試及分析43-45
• 4.1.1 Al Ga N紫外光譜分析43-44
• 4.1.2 測試結(jié)果與分析44-45
• 4.2 紅外探測器的電學(xué)測試及分析45-46
• 4.2.1 石墨烯紅外光譜測試45-46
• 4.2.2 測試結(jié)果分析46
• 4.3 本章小結(jié)46-48
• 結(jié)論48-49
• 參考文獻(xiàn)49-53
• 讀碩士期間發(fā)表論文情況53-54
• 致謝54

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本文編號：553603