ZnSe納米線陣列-黑硅異質(zhì)結(jié)的制備及其光電性能研究.pdf

1、黑硅是一種表面經(jīng)過處理的硅材料，與普通硅相比其最突出的優(yōu)點是超高的吸收率，黑硅在可見光波段的吸收率能達到80％以上。硒化鋅(ZnSe)是一種重要的Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶半導(dǎo)體，室溫下禁帶寬度為2.7 eV，其在光電探測、光伏以及發(fā)光器件方面均具有重要的應(yīng)用。納米異質(zhì)結(jié)是納米光電子器件的基本構(gòu)成部分，所以構(gòu)建黑硅和硒化鋅異質(zhì)結(jié)并提高其性能具有重要研究意義。此項研究中，我們報道了通過在黑硅上直接生長P型硒化鋅納米線來構(gòu)建ZnSeNWs/Black

2、Si異質(zhì)結(jié)的方法以及基于此制備的器件在光電探測方面的應(yīng)用，取得成果主要如下:
　　1、通過金屬輔助刻蝕的方法成功刻蝕出了金字塔形和塔錐表面具有硅納米柱的黑硅，其中硅片表面的金字塔形硅錐大小為5-8μm且排列緊密、形貌均勻統(tǒng)一，硅錐表面的納米柱能達到300 nm左右，刻蝕的黑硅在可見光波段的吸收率能達到95％以上。
　　2、選取Sb作為P型摻雜源，黑硅作為沉積襯底，通過化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法成功合成了ZnSe∶ Sb納米

3、線。獲得的納米線為單晶閃鋅礦結(jié)構(gòu)，形貌均勻。
　　3、在生長了ZnSeNWs黑硅的頂部轉(zhuǎn)移一層石墨烯做為電極構(gòu)建器件，器件顯示出了卓越的器件性能。在模擬太陽能的光照下，器件顯示了良好的光伏效果，其中填充因子和轉(zhuǎn)換效率分別可以達到25％和1.06％。因為帶寬匹配和黑硅有很好的陷光效應(yīng)的緣故，器件對光尤其在藍紫光波段有很好的吸收即光譜選擇性。即使藍紫光的斬波頻率在1 kHz-100 kHz范圍內(nèi)變化時，器件仍然能夠展示出穩(wěn)定可靠而且敏