基于納米圖形模板的AlGaN材料制備及其紫外雪崩光電探測(cè)器研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-01 09:26
在科技現(xiàn)代化進(jìn)程中,紫外探測(cè)技術(shù)得到飛速發(fā)展,其在軍事和民用領(lǐng)域都有極其重要的應(yīng)用,在戰(zhàn)略意義上,它是我國(guó)迫切需求并要重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)。紫外光子目標(biāo)信號(hào)傳輸損耗大,為滿足對(duì)遠(yuǎn)距離微弱紫外信號(hào)的探測(cè),器件必須具備超高靈敏度,這就要求探測(cè)器具有超高的增益。除此以外還需要探測(cè)材料本身具有強(qiáng)的帶外信號(hào)抑制能力,這一點(diǎn)單靠濾波片難以做到。AlGaN材料同時(shí)具備發(fā)展高紫外帶內(nèi)/帶外信號(hào)抑制比和高帶內(nèi)增益探測(cè)器件的能力。AlxGa1-xN材料可以通過控制Al組分調(diào)控禁帶寬度(3.42~6.2 e V),對(duì)應(yīng)探測(cè)波段覆蓋紫外到日盲以及深紫外波段,與傳統(tǒng)材料相比,AlGaN還具有很高的比探測(cè)率,是紫外探測(cè)領(lǐng)域的理想材料。但是要實(shí)現(xiàn)高抑制比、高增益雪崩器件需要解決以下幾個(gè)關(guān)鍵問題:材料外延中的缺陷控制問題、器件設(shè)計(jì)與制備中的雪崩離化調(diào)控問題以及暗電流抑制問題。因此本文將從AlGaN材料生長(zhǎng)和雪崩探測(cè)器設(shè)計(jì)與制備等多個(gè)方面來討論和解決這些關(guān)鍵科學(xué)問題和技術(shù)瓶頸:(1)從材料外延角度出發(fā),發(fā)展了利用Ni金屬退火自組裝來制備Al N納米圖形模板的方法。與此同時(shí),通過調(diào)節(jié)...
【文章來源】:南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:136 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
氮化物的纖鋅礦結(jié)構(gòu)
CuS/FeS的閃鋅礦結(jié)構(gòu)
16心會(huì)發(fā)生偏離,并不重合,因此產(chǎn)生了非零的電偶極矩,這也是產(chǎn)生自發(fā)極化的主要原因36,37。自發(fā)極化產(chǎn)生的偶極子方向是沿著[0001]軸的,所以在c方向上會(huì)產(chǎn)生極化電常圖1-3GaN自發(fā)極化效應(yīng)圖1-4電偶極子以及極化產(chǎn)生原理另外,纖鋅礦GaN基材料在施加應(yīng)力作用時(shí)也會(huì)產(chǎn)生壓電極化。應(yīng)力的施加主要存在于晶格失配當(dāng)中。在GaN、AlN、InN配備藍(lán)寶石襯底體系材料中,晶格失配現(xiàn)象非常嚴(yán)重,通常選用藍(lán)寶石作為襯底材料,當(dāng)這些材料在此基礎(chǔ)上外延時(shí)由于晶格失配導(dǎo)致的應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致外延層產(chǎn)生張應(yīng)力抑或壓應(yīng)力,這些應(yīng)力會(huì)在原有的自發(fā)極化電偶極子上產(chǎn)生作用,使得原本分離的正負(fù)電荷中心的分離程度更加發(fā)生變化,壓電極化由于偶極子強(qiáng)度的改變隨之產(chǎn)生。
本文編號(hào):3562088
【文章來源】:南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:136 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
氮化物的纖鋅礦結(jié)構(gòu)
CuS/FeS的閃鋅礦結(jié)構(gòu)
16心會(huì)發(fā)生偏離,并不重合,因此產(chǎn)生了非零的電偶極矩,這也是產(chǎn)生自發(fā)極化的主要原因36,37。自發(fā)極化產(chǎn)生的偶極子方向是沿著[0001]軸的,所以在c方向上會(huì)產(chǎn)生極化電常圖1-3GaN自發(fā)極化效應(yīng)圖1-4電偶極子以及極化產(chǎn)生原理另外,纖鋅礦GaN基材料在施加應(yīng)力作用時(shí)也會(huì)產(chǎn)生壓電極化。應(yīng)力的施加主要存在于晶格失配當(dāng)中。在GaN、AlN、InN配備藍(lán)寶石襯底體系材料中,晶格失配現(xiàn)象非常嚴(yán)重,通常選用藍(lán)寶石作為襯底材料,當(dāng)這些材料在此基礎(chǔ)上外延時(shí)由于晶格失配導(dǎo)致的應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致外延層產(chǎn)生張應(yīng)力抑或壓應(yīng)力,這些應(yīng)力會(huì)在原有的自發(fā)極化電偶極子上產(chǎn)生作用,使得原本分離的正負(fù)電荷中心的分離程度更加發(fā)生變化,壓電極化由于偶極子強(qiáng)度的改變隨之產(chǎn)生。
本文編號(hào):3562088
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