光電探測器可以將光信號轉(zhuǎn)化為電信號,在工業(yè)和科學(xué)研究領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。利用不同波段光之間相異的特性,光電探測器在環(huán)境污染檢測、臭氧層空洞監(jiān)測、安檢、光通信、醫(yī)療診斷、火焰探測、紅外夜視等領(lǐng)域已得到良好的應(yīng)用。近年來,在用于制備光電探測器的材料中,新興的有機(jī)無機(jī)復(fù)合鈣鈦礦CH3NH3PbX3（X=Cl,Br,I）材料吸引了科研工作者們廣泛的研究興趣。復(fù)合鈣鈦礦材料帶隙窄、吸收系數(shù)高、激子結(jié)合低、可以良好地探測紫外到近紅外光波段;通過調(diào)節(jié)鈣鈦礦材料中的離子配比可以連續(xù)調(diào)節(jié)其能帶位置,便于與不同的半導(dǎo)體材料形成能帶匹配的結(jié)構(gòu);復(fù)合鈣鈦礦的擴(kuò)散系數(shù)長、載流子遷移率高,能夠有效地分離和傳輸載流子;良好的溶液加工性以及低溫結(jié)晶性則有利于鈣鈦礦適應(yīng)不同的制備方式,便于與不耐高溫的材料結(jié)合。因此,充分地利用鈣鈦礦的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)出基于鈣鈦礦材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)以滿足新的發(fā)展趨勢（自驅(qū)動性、柔性和多功能性）具有非常重要的意義。本論文主要圍繞有機(jī)無機(jī)復(fù)合鈣鈦礦材料設(shè)計(jì)并制備高性能的復(fù)合光電探測器,從而彌補(bǔ)鈣鈦礦材料存在的不足,拓寬鈣鈦礦光電探測器的應(yīng)用范圍。從載流子動力學(xué)（載流子的產(chǎn)生,分離,傳輸）的角度考慮,... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１．當(dāng)前中國及世界的能源結(jié)構(gòu)ｔ１］??除了安全方面的考量外，眾所周知，人類本身是利用人類的五官來探知外界信號，??

。光電探測器的出現(xiàn)和發(fā)展使人類對光的認(rèn)知??更加全面，有利于人類對其加以利用，以便更好的服務(wù)于人類的生活。此外，即使在??人類可觀測的可見光波段，光電探測器也比人眼觀測的結(jié)果準(zhǔn)確，光電探測器能夠觀??測到人眼難以看到的極弱光并直觀準(zhǔn)確的用電信號告知人類光功率等信息�；谶@些??優(yōu)點(diǎn)，光電探測器在人類生活中的應(yīng)用越來越廣泛。如圖丨－２所示，基于不同波段光??具備的特性，光電探測器在環(huán)境污染檢測、臭氧層空洞監(jiān)測、安檢、光通信、醫(yī)療診??斷、火焰探測、紅外夜視等領(lǐng)域都已取得良好的應(yīng)用??圖１－２．光電探測器在人類生活中的應(yīng)用：（ａ）環(huán)境污染檢測，（ｂ）臭氧層空洞監(jiān)測，（ｃ）安檢，??（ｄ）光通信，（ｅ）醫(yī)療診斷，⑴火焰探測，（ｇ）紅外夜視??基于光電探測器對人類生活的重要性，開發(fā)出高效可控的光電探測器具有重大意??義，值得人們投入大量的人力以及物力來進(jìn)行研究。本文將圍繞光電探測器進(jìn)行深入??地研究與探討。??１丄１光電探測器的分類??依據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，可以將光電探測器分成不同的類型。例如，按照光電探測??器工作的光波段來劃分，可以將光電探測器分為紫外光探測型、可見光探測型、紅外??２??

光子型光電探測器，依??照結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步再細(xì)分為光電二極管型（異質(zhì)結(jié)型，ｐ－ｉ－ｎ結(jié)型）。依據(jù)本文研究的光電??探測器類型，首先討論一下其工作原理等。光子型探測器作為較為常見的光電探測器，??其基于量子光電效應(yīng)來工作，當(dāng)在半導(dǎo)體材料吸收波長范圍內(nèi)的光照射到探測器上時(shí)，??探測器中作為吸光層的光敏半導(dǎo)體價(jià)帶上電子會吸收光子能量躍遷到導(dǎo)帶上并在價(jià)??帶上留下一個(gè)空穴。如果半導(dǎo)體禁帶中存在雜質(zhì)能級，則同時(shí)會發(fā)生非本征態(tài)激發(fā)。??對于異質(zhì)結(jié)型光電探測器來說，以ｐ型半導(dǎo)體和ｎ型半導(dǎo)體結(jié)合舉例，如圖１－３所??示，Ｅｇｌ、Ｅｇ２分別為ｐ、ｎ型半導(dǎo)體的禁帶寬度，￡ｎ、五ｎ為對應(yīng)半導(dǎo)體的費(fèi)米能級位??置，Ｅｄ、Ｅｃ２為對應(yīng)半導(dǎo)體的導(dǎo)帶位置，ＥＶ１、ＥＶ２為對應(yīng)半導(dǎo)體的價(jià)帶位置，Ｗ，、Ｗ２??為真空能級與費(fèi)米能級的能Ｍ差。??Ｉ??ｍ?￣￣ｒ??ｉ＼?個(gè)??真空能級?ｗ?Ｉ?、、?，????—???▼?ｍｎ?Ｉ?＾?廠了???ｉ－，ｙｉ?Ｉ?ｌ?７???ｘ＼?■？〇?＊２??圖１－３．?ｐ型半導(dǎo)體ｎ型半導(dǎo)體形成異質(zhì)結(jié)前后的能帶圖??不考慮材料表面態(tài)影響，當(dāng)這兩種不同類型的半導(dǎo)體材料緊密接觸形成異質(zhì)結(jié)時(shí)，??由：ｆｎ型半導(dǎo)體的費(fèi)米能級（Ｅｎ）較高，電子將從ｎ型半導(dǎo)體流向ｐ型半導(dǎo)體，空穴則??是從ｐ型半導(dǎo)體流向ｎ型半導(dǎo)體，直到兩邊半導(dǎo)體費(fèi)米能級等高時(shí)，此時(shí)異質(zhì)結(jié)處于??熱平衡態(tài)并且在交界處形成空間電荷區(qū)。兩邊正負(fù)空間電荷間產(chǎn)生內(nèi)建電場使得空間??電荷區(qū)能帶發(fā)生彎曲，能帶彎曲總量等于真空能級的彎曲量ｍ］。ＳＰ，??ｃｊＶｄ＝ｃｊＶｄ＼?＋?＝?Ｅｎ－?Ｅｖ＼?（１．１）??３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]變分法計(jì)算ZnO量子點(diǎn)中激子的基態(tài)能[J]. 王志軍,宋立軍,王之建,李守春,張金寶,王澤恒,呂有明,申德振,張吉英,范希武,元金山.  發(fā)光學(xué)報(bào). 2004(04)



本文編號：3302975