超快超灵敏光电探测器研究
发布时间：2021-05-18 02:57
超快超灵敏光电探测器在无人驾驶技术、生化武器的远距离探测、机场安检扫描仪等安全成像技术领域有着重要的应用。然而,传统的硅光电探测器受限于硅是一种间接带隙半导体、量子效率低、吸收光谱窄、且难以应用在柔性器件中。除此之外,硅和锗制备光电探测器的工艺已经相当成熟,主要性能已接近理论极限。二维材料只有单个或几个原子层厚,它们表现出三维材料所不具备的独特性质,为制备新型光电子器件提供了无限可能。单层二维光电探测器虽然表现出强的光与物质相互作用和高电子迁移率。但是二维材料吸收光程短,仅有原子厚度,导致对光吸收不足,且光生激子具有较大的束缚能,致使激子难以分离成自由电子和空穴。这些缺点导致二维材料光电探测器的光电转换效率不高,而且器件在高灵敏度和超快响应速度上不可兼得,限制了二维材料在光电领域中的作用。本论文工作主要围绕零维量子点材料和二维石墨烯材料的结合展开,通过构建混合异质结构,制备了新型二维光电探测器,并深入研究与分析了其光电响应机理,具体包括:（1）通过研究光刻工艺和石墨烯的湿法转移工艺,利用接触式紫外曝光技术、热蒸发技术等,在硅/二氧化硅基底上完成了金电极的制备与石墨烯的转移,再通过旋涂的...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光电探测器性能指标
1.2.1 响应度R和响应时间τ
1.2.2 外量子效率EQE和内量子效率IQE
1.2.3 噪声等效功率NEP和探测率D*
1.3 光电探测器机理
1.3.1 光电导效应(Photoconductive effect)
1.3.2 光伏效应(Photovoltaic effect)
1.3.3 光热电效应(Photo-thermoelectric effect)
1.3.4 辐射热效应(Bolometric effect)
1.3.5 离子波辅助机制(Plasma-wave-assisted mechanism)
1.4 二维材料光电探测器研究进展
1.4.1 单层二维材料光电探测器
1.4.2 二维范德华异质结光电探测器
1.4.3 混合维度范德华异质结光电探测器
1.5 主要研究内容
1.6 本章小结
第二章 二维材料的制备与表征方法
2.1 二维材料的制备方法
2.2 范德瓦尔斯异质结的制备方法
2.2.1 二维范德瓦尔斯异质结的制备
2.2.2 混合维度范德瓦尔斯异质结的制备
2.3 二维材料的表征方法
2.3.1 光学显微镜
2.3.2 原子力显微镜(AFM)
2.3.3 光致发光光谱(PL)
2.3.4 拉曼光谱(Raman Spectra)
2.4 本章小结
第三章 石墨烯/量子点异质结光电探测器
3.1 引言
3.2 材料的表征
3.3 器件的制备
3.3.1 金属电极的制备
3.3.2 石墨烯的转移
3.3.3 异质结的制备
3.4 器件的表征及分析
3.5 本章小结
第四章 范德瓦尔斯异质结非易失光存储器
4.1 引言
4.2 器件的设计和制备
4.3 光存储器的性能表征与分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Surface traps-related nonvolatile resistive switching memory effect in a single SnO2:Sm nanowire[J]. Huiying Zhou,Haiping Shi,Baochang Cheng. Journal of Semiconductors. 2020(01)
[2]Recent Progress in the Fabrication, Properties, and Devices of Heterostructures Based on 2D Materials[J]. Yanping Liu,Siyu Zhang,Jun He,Zhiming M.Wang,Zongwen Liu. Nano-Micro Letters. 2019(01)
[3]Histogram method for reliable thickness measurements of graphene films using atomic force microscopy（AFM）[J]. Yaxuan Yao,Lingling Ren,Sitian Gao,Shi Li. Journal of Materials Science & Technology. 2017(08)
[4]基于锗硅异质纳米晶的非易失浮栅存储器的存储特性[J]. 闾锦,陈裕斌,左正,施毅,濮林,郑有炓. 半导体学报. 2008(04)
本文编号：3192976
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光电探测器性能指标
1.2.1 响应度R和响应时间τ
1.2.2 外量子效率EQE和内量子效率IQE
1.2.3 噪声等效功率NEP和探测率D*
1.3 光电探测器机理
1.3.1 光电导效应(Photoconductive effect)
1.3.2 光伏效应(Photovoltaic effect)
1.3.3 光热电效应(Photo-thermoelectric effect)
1.3.4 辐射热效应(Bolometric effect)
1.3.5 离子波辅助机制(Plasma-wave-assisted mechanism)
1.4 二维材料光电探测器研究进展
1.4.1 单层二维材料光电探测器
1.4.2 二维范德华异质结光电探测器
1.4.3 混合维度范德华异质结光电探测器
1.5 主要研究内容
1.6 本章小结
第二章 二维材料的制备与表征方法
2.1 二维材料的制备方法
2.2 范德瓦尔斯异质结的制备方法
2.2.1 二维范德瓦尔斯异质结的制备
2.2.2 混合维度范德瓦尔斯异质结的制备
2.3 二维材料的表征方法
2.3.1 光学显微镜
2.3.2 原子力显微镜(AFM)
2.3.3 光致发光光谱(PL)
2.3.4 拉曼光谱(Raman Spectra)
2.4 本章小结
第三章 石墨烯/量子点异质结光电探测器
3.1 引言
3.2 材料的表征
3.3 器件的制备
3.3.1 金属电极的制备
3.3.2 石墨烯的转移
3.3.3 异质结的制备
3.4 器件的表征及分析
3.5 本章小结
第四章 范德瓦尔斯异质结非易失光存储器
4.1 引言
4.2 器件的设计和制备
4.3 光存储器的性能表征与分析
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Surface traps-related nonvolatile resistive switching memory effect in a single SnO2:Sm nanowire[J]. Huiying Zhou,Haiping Shi,Baochang Cheng. Journal of Semiconductors. 2020(01)
[2]Recent Progress in the Fabrication, Properties, and Devices of Heterostructures Based on 2D Materials[J]. Yanping Liu,Siyu Zhang,Jun He,Zhiming M.Wang,Zongwen Liu. Nano-Micro Letters. 2019(01)
[3]Histogram method for reliable thickness measurements of graphene films using atomic force microscopy（AFM）[J]. Yaxuan Yao,Lingling Ren,Sitian Gao,Shi Li. Journal of Materials Science & Technology. 2017(08)
[4]基于锗硅异质纳米晶的非易失浮栅存储器的存储特性[J]. 闾锦,陈裕斌,左正,施毅,濮林,郑有炓. 半导体学报. 2008(04)
本文编号：3192976
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3192976.html
