微納米ZnO基紫外光電探測器的制備與性能研究.pdf

1、ZnO是最重要的II-VI族半導體材料之一，由于其自身的寬直接帶隙特性被廣泛認為是一種非常有前途的可以應用于各種技術(shù)領(lǐng)域的材料，特別是應用于短波長光電器件。此外ZnO具有諸多優(yōu)點，如形貌豐富、合成方法多樣、原料廉價易得、熱穩(wěn)定性好、載流子遷移率高尤其是它的耐輻射性能十分優(yōu)異，這使得ZnO材料非常適合使用于惡劣的環(huán)境中。特別地，由于微納米結(jié)構(gòu)的小尺寸效應、量子尺寸效應等，使得微納米 ZnO材料與其體材料相比具有更加優(yōu)異的性能。因此，本文旨

2、在利用ZnO微納米結(jié)構(gòu)獨特的性質(zhì)，以納米科學本身的優(yōu)勢為依托來構(gòu)建紫外光電器件，從而獲得良好的光電響應性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用氣相傳輸法制備了結(jié)晶性能良好的六邊形ZnO微米棒，并以磁控濺射法制備了Ag電極從而構(gòu)建了金屬-半導體-金屬（MSM）結(jié)構(gòu)的紫外光電探測器，并對器件的紫外光電響應性能和機理進行分析研究。實驗結(jié)果表明，在5 V偏壓下該器件的暗電流為5.0×10-9 A，而在325 nm光照下，光電流則大幅提升至約

3、7.2×10-8 A。經(jīng)過擬合得到該器件的上升和恢復時間分別為2.02秒和4.66秒。⑵在單根ZnO微米棒紫外光電探測器的基礎(chǔ)上，我們又引入了ZnO量子點，成功構(gòu)建了ZnO量子點修飾單根ZnO微米棒的紫外光電探測器。在量子點的修飾下器件獲得了更加優(yōu)異的紫外探測性能，其光電流和明暗電流比相較之前的單根ZnO微米棒都提高了約兩個數(shù)量級，而上升和恢復時間則加快了超過一個數(shù)量級，并且其響應度在提高的同時也得到了向短波長方向的展寬。⑶利用實驗室制