半導(dǎo)體一維納米材料因其獨(dú)特的光電特性,近年來(lái)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(lái)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(gè)熱點(diǎn)。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(shí)也是良好的壓電器件材料,在傳感器、發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池和光電探測(cè)器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體的摻雜可以調(diào)控材料的物理性質(zhì)。本文通過(guò)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(cè)器。以及探討了摻鍺對(duì)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(cè)試數(shù)據(jù)顯示,基于純CdS微納米帶的探測(cè)器對(duì)500 nm左右的可見光具有非常高和穩(wěn)定的光譜響應(yīng),對(duì)紅外和紫外光也具有一定的響應(yīng)。另外,該探測(cè)器具有快速響應(yīng)和恢復(fù)的能力。對(duì)500 nm可見光,在1 V直流電壓時(shí)開關(guān)比很大,高達(dá)2528,而響應(yīng)時(shí)間僅需0.56 s,衰減時(shí)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(lái)源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

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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(diǎn)。相比于單一的納米材料，復(fù)合器件能夠彌補(bǔ)單一材料的不足，綜合各種材料的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮最大的效益。1.5.2光電探測(cè)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(cè)器，原理是將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，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(duì)。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(cè)器、可見光探測(cè)器以及紫外探測(cè)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(cè)器已經(jīng)得到了廣泛研究�；谝痪S納米材料的光電探測(cè)器的結(jié)構(gòu)圖如圖 1.3 所示。我們以單根 ZnO

的氧負(fù)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(cè)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(cè)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(wú)機(jī)納米線光電探測(cè)器，由于它們的禁帶寬度各不相同，因此對(duì)不同的光具有光探測(cè)性能。同時(shí)，人們并不僅僅局限在無(wú)機(jī)半導(dǎo)體，對(duì)有機(jī)半導(dǎo)體和聚合物納米線制備而成的光電探測(cè)器也進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)它們也都具有良好的光電探測(cè)性能。圖 1.3 納米光電探測(cè)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(xiàn)】：
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