本文選題：硫化銦納米線 + 場效應(yīng)晶體管��； 參考：《華中科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：近年來,隨著納米技術(shù)不斷發(fā)展,一維半導(dǎo)體納米材料因其獨(dú)特的形貌結(jié)構(gòu)以及光電子學(xué)性能,引起了廣泛關(guān)注,大量基于一維納米結(jié)構(gòu)材料的電子、光電子器件的研究不斷涌現(xiàn)。硫化銦作為III-VI族半導(dǎo)體材料中的重要一員,同樣受到了廣泛的關(guān)注。在本文中,我們合成了具有高的晶體質(zhì)量的β-In2S3一維納米線材料,并首先將其應(yīng)用于場效應(yīng)晶體管,然后重點(diǎn)研究了其在硬質(zhì)硅基襯底以及柔性襯底上的光電探測器的應(yīng)用。主要內(nèi)容如下:(1)通過化學(xué)氣相沉積合成了具有高的晶體質(zhì)量的β-In2S3一維納米線材料,它的禁帶寬度為2.28 eV,可以作為可見光范圍的光電探測材料。(2)在Si/SiO2襯底上,制作了基于單根In2S3納米線的場效應(yīng)晶體管和光電探測器件。晶體管測試驗(yàn)證了In2S3納米線為n型半導(dǎo)體,并在一定條件下得到了晶體管器件的載流子濃度為8.975×1016 cm-3,載流子遷移率為2.35×10-2 cm2V-1s-1。光電探測器性能測試表明該器件在300~600 nm光譜范圍內(nèi)有良好的響應(yīng),且在一定條件下,In2S3納米線光電探測器的光譜響應(yīng)率、外量子效率以及比探測率為分別達(dá)到6.8×105A/W、2.01×108%以及1.62×1014 Jones。(3)在柔性襯底上,制作了基于單根In2S3納米線的光電探測器,重點(diǎn)研究了In2S3納米線在柔性光電探測方面的應(yīng)用潛力。在與硅基器件相同條件下,其光譜響應(yīng)率為7.35×104 A/W,外量子效率為2.28×107%,比探測率為2.4×1014 Jones。此外,柔性器件的開關(guān)比高達(dá)106,光電響應(yīng)時(shí)間小于10 ms。柔性性質(zhì)測試中,在不同彎折角度以及彎折次數(shù)下,該柔性器件仍保持了與彎折前基本一致的性質(zhì),并在長時(shí)間放置后沒有出現(xiàn)性能衰減,表現(xiàn)了很好的穩(wěn)定性。這一系列測試證明了In2S3納米線在高性能柔性光電探測方面具有巨大的應(yīng)用前景。
[Abstract]:In recent years, with the development of nanotechnology, one-dimensional semiconductor nanomaterials have attracted extensive attention because of their unique morphology and optoelectronic properties.The research of optoelectronic devices is constantly emerging.As an important member of III-VI group semiconductor materials, indium sulfide has also received extensive attention.In this paper, we have synthesized 尾 -in _ 2S _ 3 -nanowires with high crystal quality and applied them to field effect transistors first, and then we have focused on the application of photodetectors on hard silicon-based substrates and flexible substrates.The main contents are as follows: (1) 尾 -In2S3-nanowire material with high crystal quality has been synthesized by chemical vapor deposition. Its bandgap is 2.28eV, which can be used as photoelectric detection material in visible range.Field effect transistors and photodetectors based on single In2S3 nanowires have been fabricated.The transistor tests show that the In2S3 nanowires are n-type semiconductors. Under certain conditions, the carrier concentration of the transistors is 8.975 脳 1016 cm ~ (-3) and the carrier mobility is 2.35 脳 10 ~ (-2) cm ~ (-2) V-1s-1.The performance test of the photodetector shows that the device has a good response in the range of 600nm and the spectral responsivity of the photodetector with In2S3 nanowires under certain conditions.A photodetector based on a single In2S3 nanowire was fabricated on a flexible substrate with an external quantum efficiency and a specific detectivity of 6.8 脳 10 5A / W 2.01 脳 10 8% and 1. 62 脳 1014 Jones.3 respectively. The application potential of the In2S3 nanowires in flexible photoelectric detection was emphatically studied.The spectral responsivity is 7.35 脳 10 ~ 4 A / W, the external quantum efficiency is 2.28 脳 10 ~ 7 and the specific detectivity is 2.4 脳 1014 Jones.In addition, the switching ratio of flexible devices is as high as 106, and the photoelectric response time is less than 10 Ms.In the test of flexible properties, under different bending angles and bending times, the flexible device still keeps the same property as that before bending, and has no performance attenuation after a long period of time, so it shows good stability.This series of tests prove that In2S3 nanowires have great application prospect in high performance flexible photoelectric detection.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ133.53;TB383.1

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