硅微納異質(zhì)結(jié)光電器件的研究.pdf

1、硅基光電器件由于易與微電子工藝相結(jié)合、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，在芯片集成化以及光控氣體傳感器方面具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。通過在硅表面引入微納結(jié)構(gòu)，可有效提高硅的光吸收能力，增大其表面積。本論文制備了兩種微納結(jié)構(gòu)的硅材料——硅錐與黑硅，分別構(gòu)建石墨烯/硅錐和ZnO納米棒/黑硅異質(zhì)結(jié)，探索其在光電探測(cè)和氣敏領(lǐng)域的應(yīng)用，取得的主要成果如下:
　　1.利用堿法刻蝕制備金字塔形硅錐陣列，通過控制刻蝕液濃度可調(diào)控硅錐尺寸。吸收譜和光學(xué)模擬顯示隨

2、著硅錐尺寸的減小，硅錐的吸收率和表面光電流密度得到大幅提高。
　　2.石墨烯/硅錐異質(zhì)結(jié)的整流比約為1.5×104，低理想因子1.66，對(duì)近紅外波長(zhǎng)光反應(yīng)靈敏，開關(guān)比約為104。且高頻率(2000 Hz)光照下依然保持快速光響應(yīng)，上升下降時(shí)間分別為96μs和160μs。
　　3.通過銀離子輔助刻蝕硅錐制備得到黑硅，其吸收率相比于平面硅提升了73％。采用低溫水溶液法，在黑硅上合成六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)ZnO納米棒陣列。通過改變?yōu)趼逋衅?/p>