MgZnO紫外光探測器電路模型及MgZnO-ZnO異質(zhì)結(jié)2DEG量子輸運特性研究.pdf

1、近年來，隨著現(xiàn)代光電技術的迅速發(fā)展，對光探測系統(tǒng)的靈敏度、響應速度和可靠性等特性提出了更高的要求，光電集成電路（Optoelectronic Integrated Circuit，OEIC）已逐漸成為光電檢測系統(tǒng)的發(fā)展方向。MgZnO基金屬-半導體-金屬（Metal-Semiconductor-Metal，MSM）紫外探測器作為紫外光探測系統(tǒng)的核心器件之一，建立精確、簡單的等效電路模型對于提高電路設計精度和光電集成電路的成功率有著至關重

2、要的作用，有關這方面的研究是當前光通信和光電子器件領域研究的熱點課題之一。此外，基于量子阱二維電子氣(Two-dimensional Electron Gas,2DEG)的MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)MSM型探測器憑其高的量子效率、響應速度以及光電集成性逐漸引起了研究人員的關注，但受限于材料研究的不成熟性，相關器件特性仍不理想，因此有必要對MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)2DEG量子輸運特性作進一步研究。
　　論文主要工作如下:
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3、.從基本的半導體物理方程出發(fā)，考慮器件結(jié)構特性的影響，建立了適于描述MgZnO基MSM紫外探測器穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)特性的半物理半經(jīng)驗等效電路模型。在此基礎上，研究了探測器內(nèi)部光電導增益和入射光能量對器件輸出特性的影響。研究結(jié)果表明，MgZnO MSM紫外探測器內(nèi)部光電導增益會引起持續(xù)光電導效應，給探測器的響應速度帶來較大的負面影響；當入射光能量超過一定的閾值能量后，高頻、高功率下的電荷存儲效應會導致探測器輸出脈沖展寬，因此需要折衷考慮入射光能量

4、和器件的外偏置電壓以使此種效應的影響最小，進而促進探測器在高頻、大功率方面的應用。
　　2.在對MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)界面極化電荷散射研究的基礎上，結(jié)合界面粗糙散射，提出了一種新的散射機制——極化粗糙散射（Polarization Roughness Scattering，PRS)，并很好地解釋了低溫下 MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)中載流子遷移率隨2DEG密度的變化規(guī)律。研究表明，MgZnO/ZnO異質(zhì)結(jié)界面處的極化電荷不僅誘導產(chǎn)生