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文檔簡介
1、氧化鋅(ZnO)是寬禁帶半導(dǎo)體材料,在室溫下其禁帶寬度為3.37eV,光子能量對應(yīng)紫外波段,是制備高性能紫外光電探測器的優(yōu)質(zhì)材料。在常規(guī)的平面ZnO薄膜光電探測器中,ZnO的光吸收能力有限,近年來很多工作圍繞著提高ZnO薄膜光吸收能力展開,通過調(diào)控ZnO納米結(jié)構(gòu)(納米線、納米棒),增加ZnO的比表面積,提高ZnO光吸收能力。然而,ZnO納米線、納米棒的制備工藝復(fù)雜,不適用于大面積ZnO光電探測器的生產(chǎn)。本文采用了適合大面積生產(chǎn)的直接熱壓
2、印的方法制備了三維結(jié)構(gòu)ZnO薄膜;研究了三維納米結(jié)構(gòu)的陷光作用,提高了光電探測器的光吸收性能;此外,通過摻入金納米顆粒,將ZnO光響應(yīng)區(qū)間擴(kuò)寬到了可見光區(qū)。
首先,通過溶膠-凝膠法制備ZnO前驅(qū)體溶膠,將前驅(qū)體溶膠旋涂至SiO2/Si基底得到ZnO溶膠薄膜。進(jìn)一步通過納米壓印工藝,在ZnO溶膠薄膜表面構(gòu)建三維納米陣列結(jié)構(gòu),利用三維納米結(jié)構(gòu)的陷光作用,將ZnO薄膜光電探測器的光電流提高了15倍。
其次,通過溶膠-凝膠法
3、制備出粒徑均一、分散度較好的金納米顆粒溶膠。利用金納米顆粒表面自由電子的等離子共振作用將ZnO的光電響應(yīng)波段擴(kuò)寬到可見光區(qū),并且與納米壓印工藝相結(jié)合制備出三維納米結(jié)構(gòu)的ZnO-Au薄膜光電探測器,其光電流是平面ZnO光電探測器的26倍。
最后,探討了三維結(jié)構(gòu)的幾何尺寸對器件性能的影響,制備了幾種不同寬深比的ZnO光電探測器,探索出光電轉(zhuǎn)化率最優(yōu)的ZnO納米結(jié)構(gòu)的寬深比為866nm/40nm,對此納米結(jié)構(gòu)進(jìn)一步摻雜金納米顆粒,制
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