半導(dǎo)體一維納米材料因其獨特的光電特性,近年來吸引了科學(xué)家們廣泛的關(guān)注。由于其在電子、熱電、光電乃至能源等領(lǐng)域所展現(xiàn)出來的重要潛力,使得一維半導(dǎo)體材料的制備與器件應(yīng)用成為當(dāng)今納米研究中的一個熱點。硫化鎘（CdS）是典型的II-VI族直接帶隙半導(dǎo)體材料,室溫下其禁帶寬度為2.42 eV,具有優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換特性。CdS是高靈敏度的n型光電器件材料,同時也是良好的壓電器件材料,在傳感器、發(fā)光二極管、太陽能電池和光電探測器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。通過對半導(dǎo)體的摻雜可以調(diào)控材料的物理性質(zhì)。本文通過熱蒸發(fā)法,分別制備出了純CdS和摻鍺的CdS一維納米結(jié)構(gòu)。并且制備出了基于CdS一維納米結(jié)構(gòu)的高性能光電探測器。以及探討了摻鍺對CdS光電導(dǎo)性能有哪些影響。主要結(jié)論如下:1.光電導(dǎo)測試數(shù)據(jù)顯示,基于純CdS微納米帶的探測器對500 nm左右的可見光具有非常高和穩(wěn)定的光譜響應(yīng),對紅外和紫外光也具有一定的響應(yīng)。另外,該探測器具有快速響應(yīng)和恢復(fù)的能力。對500 nm可見光,在1 V直流電壓時開關(guān)比很大,高達2528,而響應(yīng)時間僅需0.56 s,衰減時間為0.31 s,光導(dǎo)增益為5.9×104。在10 V直流電壓下... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

各種形貌的CdS納米材料[37-39]

圖 1.2 基于一維納米半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)和設(shè)備的發(fā)展歷程[75]Fig.1.2 Research roadmap on 1D semiconductor nanostructures and devices.由圖 1.2 可知，最開始人們的研究都是在單一的納米材料，隨著人們的研究，復(fù)合器件的研究成為重點。相比于單一的納米材料，復(fù)合器件能夠彌補單一材料的不足，綜合各種材料的優(yōu)勢，發(fā)揮最大的效益。1.5.2光電探測器的類型1.5.2.1 光電導(dǎo)型現(xiàn)階段，在研究中常用的是光電導(dǎo)型的光電探測器，原理是將光轉(zhuǎn)換為電信號，當(dāng)入射光能量高于禁帶寬度，電子將獲得能量，從而躍遷形成光生電子-空穴對。伴隨著其逐漸增多，光電流變大，從而光電導(dǎo)也隨之變大。由于不同的半導(dǎo)體材料的帶隙不同，需要的激發(fā)能量也就不一樣，可以吸收的光也就不一樣。由此可以分為紅外探測器、可見光探測器以及紫外探測器。(1) 基于單根一維納米結(jié)構(gòu)隨著工藝技術(shù)的提高，基于一維納米結(jié)構(gòu)的光電探測器已經(jīng)得到了廣泛研究。基于一維納米材料的光電探測器的結(jié)構(gòu)圖如圖 1.3 所示。我們以單根 ZnO

的氧負離子結(jié)合，釋放出氧。由此可見，在紫外光照射下，基于 ZnO 納米線的光電探測器的光電導(dǎo)得到了明顯的提高。由此可知，基于單根 ZnO 納米線的光電探測器在紫外光的環(huán)境中有較好性能。此外，CdS[77]、Zn3P2[78]、Ge[79]、Bi2S3[80]等一維無機納米線光電探測器，由于它們的禁帶寬度各不相同，因此對不同的光具有光探測性能。同時，人們并不僅僅局限在無機半導(dǎo)體，對有機半導(dǎo)體和聚合物納米線制備而成的光電探測器也進行了研究。發(fā)現(xiàn)它們也都具有良好的光電探測性能。圖 1.3 納米光電探測器結(jié)構(gòu)圖，其中 1 是 Kapton 薄膜基底，2 是微納米材料，3 是金屬電極，4 是銅導(dǎo)線Fig1.3 Structure of the nano photoelectric detector device.1：Kapton plastic substrate, 2:micro/nanowire,3: metal electrodes, 4：copper wire2134

【參考文獻】：
期刊論文
[1]多層石墨烯納米帶光電探測器理論與性能分析[J]. 劉海月,牛燕雄,尹貽恒,丁銘,楊碧瑤,劉帥.  光譜學(xué)與光譜分析. 2016(12)
[2]CdS/石墨烯納米復(fù)合物的可見光催化效率和抗光腐蝕行為（英文）[J]. 嚴佳佳,王坤,許暉,錢靜,劉巍,楊興旺,李華明.  催化學(xué)報. 2013(10)
[3]CdS/CdTe薄膜太陽電池的深能級瞬態(tài)譜和光致發(fā)光研究[J]. 黎兵,劉才,馮良桓,張靜全,鄭家貴,蔡亞平,蔡偉,武莉莉,李衛(wèi),雷智,曾廣根,夏庚培.  物理學(xué)報. 2009(03)
[4]化學(xué)水浴法制備大面積CdS薄膜及其光伏應(yīng)用[J]. 蔡亞平,李衛(wèi),馮良桓,黎兵,蔡偉,雷智,張靜全,武莉莉,鄭家貴.  物理學(xué)報. 2009(01)
[5]基于特殊形貌CdS納米顆粒修飾的DNA傳感器在DNA雜交信號檢測中的應(yīng)用[J]. 夏青,劉錦淮.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2008(08)
[6]硫化鎘納米粒子的合成及熒光猝滅法測定Cu2+的初步研究[J]. 劉迪,程偉青,嚴拯宇.  分析化學(xué). 2007(06)
[7]Synthesis of single crystalline CdS nanowires with polyethylene glycol 400 as inducing template[J]. 徐國躍,王函,程傳偉,張海黔,曹潔明,姬廣斌.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006(01)
[8]量子點發(fā)光材料及其在照明光源器件中的應(yīng)用[J]. 崔一平,韓旭東,王著元,張家雨.  照明工程學(xué)報. 2005(01)
[9]低溫固相反應(yīng)法合成水分散性CdS納米晶[J]. 張俊松,馬娟,周益明,李邨.  無機化學(xué)學(xué)報. 2005(02)
[10]水熱合成CdS納米晶體的形貌控制研究[J]. 聶秋林,袁求理,徐鑄德,陳衛(wèi)祥.  物理化學(xué)學(xué)報. 2003(12)



本文編號：3068619