CdS-ZnTe納米核殼結(jié)構(gòu)的合成及其光電性能的研究.pdf

1、Ⅱ-Ⅵ族半導體材料，如ZnO、ZnSe、CdS、ZnTe等，它們均為直接帶隙半導體，禁帶寬度覆蓋紫外光到可見光區(qū)域，在光電探測、光伏以及發(fā)光器件方面均具有重要的應用。在納米尺度范圍內(nèi)，pn結(jié)是構(gòu)筑先進電子器件和光電子器件的基礎。由于自補償效應，完全采用CdS材料（禁帶寬度為2.4eV）來制備pn結(jié)很難實現(xiàn)。因為CdS半導體材料的p型摻雜非常困難。研究表明熱力學平衡時CdS僅存在n型導電。ZnTe（禁帶寬度為2.26eV）也是Ⅱ-Ⅵ族半導

2、體材料，它是一種p型的具有高透光率且化學性質(zhì)穩(wěn)定的半導體材料。二者的結(jié)合為解決CdS單極性導電難以構(gòu)筑pn結(jié)提供了新的思路。
　　納米pn結(jié)具有多種結(jié)構(gòu)形式，其中核殼結(jié)構(gòu)由于其高縱橫比尤為引人注目。迄今為止，有多種合成方法成功合成了核殼pn結(jié)，如選區(qū)金屬有機氣相外延，化學氣相沉積，水熱法和原子層沉積法等。而且這些核殼結(jié)構(gòu)的pn結(jié)光電器件均展現(xiàn)了很好的性能，特別是在光電探測方面。但核殼結(jié)構(gòu)pn結(jié)不同部分的可控摻雜，以及其光電性能的研

3、究還很匱乏。
　　本論文研究的主要內(nèi)容是通過兩步化學氣相沉積法，分別合成Ga摻雜的CdS納米線核和Sb摻雜的ZnTe薄膜殼層，構(gòu)建核殼pn結(jié)，并利用三次光刻技術(shù)制備核殼pn結(jié)光電二極管，研究其光電性能。合成的CdS∶Ga納米線為單晶結(jié)構(gòu)，生長方向為[100]，其吸收峰在520 nm。包裹ZnTe∶Sb多晶殼層之后吸收峰發(fā)生紅移，移動到580 nm，這顯示核殼結(jié)構(gòu)的形成使其對光的吸收范圍變的更寬。由核殼pn結(jié)構(gòu)建的光電二極管對638