TiO2薄膜及其紫外光電探測(cè)器的制備和研究.pdf

1、紫外光電探測(cè)器因在環(huán)境監(jiān)測(cè)、火災(zāi)探測(cè)生物細(xì)胞癌變監(jiān)測(cè)和化學(xué)分析等方面有著廣泛應(yīng)用，而最近幾年得到了諸多的關(guān)注。已經(jīng)商業(yè)化主要是硅基的探測(cè)器，硅基探測(cè)器對(duì)紫外光的選擇性比較差，需要比較昂貴的可見(jiàn)、紅外光濾光器，因此，人們需要找到一種替代材料，來(lái)克服這種半導(dǎo)體的缺點(diǎn)。隨著納米薄膜制備技術(shù)的不斷發(fā)展，寬禁帶半導(dǎo)體已成為新一代光電探測(cè)器的理想材料。
　　禁帶寬度半導(dǎo)體的禁帶寬度一般比較寬，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外光的有效吸收，而對(duì)可見(jiàn)光幾乎不吸收，

2、這樣可以避免使用昂貴的濾光器而節(jié)約成本。近幾年，人們對(duì)多種寬禁帶半導(dǎo)體材料進(jìn)行了比較充分的研究，也取得了豐碩的成果，如GaN，SiC，ZnO，TiO2和金剛石等。
　　TiO2材料具有制備工藝簡(jiǎn)單，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，禁帶寬度大約為3.0-3.2eV，理論上只對(duì)小于380nm的光才有響應(yīng)，因此非常適合紫外光的探測(cè)。目前制備TiO2薄膜的方法較多，采用不同方法制備的薄膜在質(zhì)量上也會(huì)有差別。
　　本文以鍍有透明導(dǎo)電FTO薄膜

3、的玻璃為襯底，采用液相沉積法(LPD)在550℃退火的條件下制備了銳鈦礦相的TiO2顆粒膜，對(duì)其結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究測(cè)試，并在TiO2顆粒膜上用旋涂法制備一層有機(jī)半導(dǎo)體2，2’，7，7’-四[N，N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9，9’-螺二芴(Spiro-MeOTAD)薄膜，然后用蒸發(fā)臺(tái)蒸上一層厚度為50nm的金電極，制作了FTO/n-TiO2/p-Spiro-MeOTAD異質(zhì)結(jié)固態(tài)紫外光電探測(cè)器。并對(duì)器件的光譜響應(yīng)特性、I

4、-T特性、I-V特性進(jìn)行了測(cè)試，器件的波長(zhǎng)響應(yīng)在300-550nm范圍測(cè)得。在0V偏壓的條件下，光電探測(cè)器在波長(zhǎng)為315-430nm之間的光產(chǎn)生響應(yīng)，響應(yīng)度的最大值出現(xiàn)在385nm處，為0.027A/W，響應(yīng)度比較高，可見(jiàn)這種光電探測(cè)器對(duì)紫外光有比較好的選擇性。I-T特性、I-V特性曲線，在波長(zhǎng)385nm強(qiáng)度為0.22mW/cm2的紫外光的照射下測(cè)量得到。器件的I-T特性共進(jìn)行了8個(gè)周期的測(cè)試，光源打開(kāi)和關(guān)閉的時(shí)間均為10s，器件工作時(shí)