發(fā)布時(shí)間：2017-09-05 12:06

  本文關(guān)鍵詞：石墨烯的光電特性及其探測(cè)器技術(shù)

  更多相關(guān)文章： 石墨烯 肖特基結(jié) 砷化鎵 砷化銦 量子點(diǎn)

【摘要】：石墨烯是單層碳原子構(gòu)成的二維材料,具有電子遷移率高、光透過(guò)率高、熱導(dǎo)率高、光譜吸收范圍廣以及石墨烯的費(fèi)米能級(jí)可調(diào)等特性,因此石墨烯在傳感器、能源、信息等領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用前景。將石墨烯轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體表面形成肖特基結(jié)能有效提高器件的光電響應(yīng)速度和靈敏度。但是石墨烯/半導(dǎo)體肖特基結(jié)光電探測(cè)器的光吸收層為半導(dǎo)體,光譜響應(yīng)受到半導(dǎo)體材料的限制。因此本文嘗試制備InAs/GaAs量子點(diǎn)-石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)肖特基光電探測(cè)器,通過(guò)量子點(diǎn)的引入來(lái)提高探測(cè)器的靈敏度和響應(yīng)光譜。本文研究的主要內(nèi)容如下:1)對(duì)金屬/半導(dǎo)體肖特基結(jié)和石墨烯/半導(dǎo)體肖特基結(jié)的研究進(jìn)展給予了詳細(xì)介紹,對(duì)器件的工作原理和光電流響應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)分析。2)為了制備質(zhì)量較好的InAs/GaAs量子點(diǎn)-石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)肖特基結(jié),對(duì)石墨烯轉(zhuǎn)移工藝進(jìn)行了改進(jìn),優(yōu)化了器件制備的工藝參數(shù),成功制備出質(zhì)量較好的器件。3)對(duì)InAs/Ga As量子點(diǎn)-石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)肖特基結(jié)暗電流變溫特性進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)隨著溫度的降低,肖特基結(jié)的導(dǎo)通電壓升高,理想因子升高,勢(shì)壘高度降低,在常溫下器件理想因子為2.60、勢(shì)壘高度為0.69eV。4)對(duì)器件的光電流響應(yīng)進(jìn)行了測(cè)試,得到在不同功率和不同偏壓下光電流響應(yīng)曲線,并用能帶理論對(duì)光電流響應(yīng)機(jī)制進(jìn)行討論。5)對(duì)器件的光譜響應(yīng)進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試波長(zhǎng)范圍為400nm-1100nm,器件在波長(zhǎng)范圍為400nm-950nm有較強(qiáng)的響應(yīng),在0偏壓下光譜響應(yīng)響應(yīng)峰值為0.18A/W。本文通過(guò)對(duì)InAs/GaAs量子點(diǎn)-石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)肖特基結(jié)器件的研究,討論了量子點(diǎn)對(duì)器件的影響,進(jìn)一步完善了石墨烯/半導(dǎo)體肖特基結(jié)光電傳感器件的研究,優(yōu)化了工藝制備流程和參數(shù),對(duì)石墨烯二維材料用于制備快速響應(yīng)、低成本、寬光譜、高量子效率的光電傳感器具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 肖特基結(jié) 砷化鎵 砷化銦 量子點(diǎn)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN36;TQ127.11
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章：緒論10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 石墨烯/半導(dǎo)體肖特基結(jié)的研究現(xiàn)狀11-18
• 1.3 石墨烯/半導(dǎo)體肖特基結(jié)應(yīng)用于光電探測(cè)器的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容20
• 1.5 本章小結(jié)20-22
• 第二章：肖特基光電探測(cè)器的基本原理與特性分析22-50
• 2.1 金屬/半導(dǎo)體肖特基結(jié)22-33
• 2.1.1 金屬/半導(dǎo)體肖特基結(jié)參數(shù)計(jì)算22-26
• 2.1.2 金屬/半導(dǎo)體肖特基結(jié)I-V特性26-30
• 2.1.3 金屬/半導(dǎo)體肖特基二極管光電響應(yīng)特性30-32
• 2.1.4 光電探測(cè)器參數(shù)32-33
• 2.2 石墨烯/半導(dǎo)體肖特基結(jié)33-48
• 2.2.1 石墨烯33-39
• 2.2.2 石墨烯/半導(dǎo)體（G/S）肖特基結(jié)39-46
• 2.2.3 石墨烯/半導(dǎo)體肖特基結(jié)光電特性46-48
• 2.3 本章小結(jié)48-50
• 第三章：基于InAs/GaAs量子點(diǎn)-石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)的肖特基器件的制備50-54
• 3.1 InAs/GaAs量子點(diǎn)襯底的制備50-51
• 3.2 器件結(jié)構(gòu)及制備流程51
• 3.3 工藝參數(shù)51-53
• 3.3.1、GaAs的腐蝕52
• 3.3.2、歐姆接觸的制備52
• 3.3.3、氧化鋁的生長(zhǎng)與腐蝕52-53
• 3.3.4、石墨烯的轉(zhuǎn)移53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第四章：結(jié)果與分析54-62
• 4.1 暗電流特性54-57
• 4.2 光電流響應(yīng)57-60
• 4.3 光譜響應(yīng)60-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第五章：總結(jié)與展望62-64
• 5.1 總結(jié)62
• 5.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果68

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本文編號(hào)：797858