CdS一維納米結(jié)構(gòu)的制備及其光電性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體一維納米材料因其獨(dú)特的光電特性，近年來(lái)吸引了科學(xué)家們廣泛的關(guān)注。由于其在電子、熱電、光電乃至能源等領(lǐng)域所展現(xiàn)出來(lái)的重要潛力，使得一維半導(dǎo)體材料的制備與器件應(yīng)用成為當(dāng)今納米研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。硫化鎘(CdS)是典型的II-VI族直接帶隙半導(dǎo)體材料，室溫下其禁帶寬度為2.42 eV，具有優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換特性。CdS是高靈敏度的n型光電器件材料，同時(shí)也是良好的壓電器件材料，在傳感器、發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池和光電探測(cè)器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。通

2、過(guò)對(duì)半導(dǎo)體的摻雜可以調(diào)控材料的物理性質(zhì)。本文通過(guò)熱蒸發(fā)法，分別制備出了純CdS和摻鍺的CdS一維納米結(jié)構(gòu)。并且制備出了基于CdS一維納米結(jié)構(gòu)的高性能光電探測(cè)器。以及探討了摻鍺對(duì)CdS光電導(dǎo)性能有哪些影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴光電導(dǎo)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，基于純CdS微納米帶的探測(cè)器對(duì)500 nm左右的可見(jiàn)光具有非常高和穩(wěn)定的光譜響應(yīng)，對(duì)紅外和紫外光也具有一定的響應(yīng)。另外，該探測(cè)器具有快速響應(yīng)和恢復(fù)的能力。對(duì)50 nm可見(jiàn)光，在1V直

3、流電壓時(shí)開(kāi)關(guān)比很大，高達(dá)2528，而響應(yīng)時(shí)間僅需0.56s，衰減時(shí)間為0.31s，光導(dǎo)增益為5.9×104。在10V直流電壓下，開(kāi)關(guān)比可達(dá)到3050，響應(yīng)時(shí)間為0.42 s，衰減時(shí)間為0.27s，光導(dǎo)增益為8.38×105。由此可見(jiàn)，CdS材料在光電探測(cè)領(lǐng)域的前景巨大。⑵與純CdS納米帶相比，摻Ge的CdS微納米器件的對(duì)300 nm到500nm的光譜響應(yīng)更明顯。500 nm波長(zhǎng)光照時(shí)的開(kāi)關(guān)比很大，1 V下開(kāi)關(guān)比達(dá)到了3961，響應(yīng)時(shí)間為

4、0.37s，衰減時(shí)間為0.28s，光導(dǎo)增益為1.01×105。在10V下開(kāi)關(guān)比為4411，響應(yīng)時(shí)間為0.30s，衰減時(shí)間為0.22 s，光導(dǎo)增益為2.06×106?？梢?jiàn)對(duì)500 nm可見(jiàn)光具有非常優(yōu)異的探測(cè)性能。⑶實(shí)驗(yàn)表明摻鍺的CdS一維納米結(jié)構(gòu)比純樣品更具耐高溫性能，在較高溫度下仍然能保持較好的光電導(dǎo)性能。⑷純CdS和摻鍺CdS納米器件在壓應(yīng)變下，光電導(dǎo)都增大；張應(yīng)變作用下，光電導(dǎo)都減小。但摻雜器件減小的更慢。對(duì)二者都進(jìn)行了動(dòng)靜態(tài)應(yīng)力