高性能的PdSe 2 /锗纳米锥异质结光电探测器

发布时间：2021-06-15 17:38

　　光电子器件的发展日新月异,光电探测器作为光电子器件中重要组成部分,在军事、民事等领域有着重要的应用。近年来半导体工艺的进步,人们通常将半导体材料刻蚀成纳米柱、纳米线、纳米锥等,目的是为了提高半导体材料的光吸收以及器件的光电转化效率,这种方法常用在太阳能电池和光电探测器的研究中。在本工作中,我们研究了一种基于PdSe₂/锗纳米锥阵列异质结的敏感的红外光电探测器,并测得优异的光电性能。本文通过金属辅助化学刻蚀法制备了锗纳米锥阵列,并通过直接硒化的方法制备了PdSe₂的薄膜。用NaOH溶液将PdSe₂薄膜完整的转移到锗纳米锥阵列上,再通过蒸镀绝缘层和沉积电极等工艺,最终得到了PdSe₂/锗纳米锥阵列异质结的红外光电探测器。由于很强的陷光效应,PdSe₂/锗纳米锥阵列异质结器件在红外光照射下表现出明显的光伏特性,使器件能够在没有外部电源的情况下检测红外辐射。进一步的器件分析表明,该器件对1350nm、1550nm、1650 nm、2200nm的光源也有明显的响应,具有较好的灵敏度。特别... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

（a）TiO2纳米棒SEM图（b）TiO2纳米棒的吸收光谱图

其应用内容主要是利用可见光来拍摄地球表面。随后遥感技术迅速发展，应用上升到了航天领域，虽然航天遥感应用的波长范围远到红外光，但是可见光仍然是遥感技术的主要探测波段。由美国 EyeglaSS 公司提出并于 1997 年发射的小 型卫星“助 eglass”，是一颗功能单一的卫星系统，它将采用一台具有巧仪刃像元和 CCD阵列探测器，高分辨率成像，其像元之多以及地面分辨率之高，超过了目前已知的任何一种民用遥感系统。将遥感技术上升了一个新的高度。可见光通信技术是通过在明暗之间高频变化的光来进行信息传输的，而这种光通常是由发光二极管发出的。在后端需要有个光电转换装置来接受前端所发出的高频信号（如图 1.3）。这种技术的优点在于照明的同时，又打到了信息传输的目的。我国也相当重视该技术的发展，解放军信息工程大学的于弘毅等人，是最早研究光通讯的课题组之一，他们牵头承担了我国首个可见光 863 计划，经过不断的探索，克服重重困难，成功的研发了“可见光点播电视业务”、“可见光新型无线广播”以及“可见光精确定位”等应用示范系统。为我国可见光通讯领域的研究做出非常大的贡献。

图 1. 4 PN 结能带图Fig 1.4 The energy band diagram of PN junctionIN 结型光电探测器N 结光电二极管是在 P 型材料和 N 型材料之间加入 I 层，I 层的材料低掺杂的材料。其工作机理与 PN 结类似，当 PIN 结受到光辐射后，递给电子，产生光生载流子，而内建电场或外部的电场会将耗尽层穴对分开，发生漂移的载流子在外部电路形成电流。

【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化还原法制备石墨烯及其表征[J]. 陈瑞灿,王海燕,韩永刚,王新星,王星雨,刘伟,叶方德,姚宁.  材料导报. 2012(12)



本文编号：3231488