宽光谱探测二维材料制备与光电性能研究
发布时间：2021-08-06 14:52
光电探测器能够将光信号转换成电信号,在光通信、医学成像、夜视、气体传感和安全检测等方面都扮演着十分重要的角色。随着应用领域不断扩大,多样性不断增长,对高性能光电探测器尤其是能同时覆盖多波段响应的宽光谱探测器的需求日益增加。目前,基于硅、Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族材料的光探测器占据着主要市场。实际应用中,在探测不同的波长范围时,常常需要选择相应能带结构的半导体材料。比如,GaN,Si和InGaAs,根据禁带宽度不同,被用于紫外、可见以及近红外波段探测器的制备。对于更长波段红外乃至远红外,则需要窄带隙的半导体材料,最典型的如HgCdTe半导体合金。虽然现在已有适用于不同波长的半导体探测器,但往往受限于材料自身能带特性,需要根据不同场合和环境做选择以及切换,在具体的应用中有诸多不便。因而对于宽波段响应的光探测器的开发需求愈来愈强烈。此外,光探测器的发展还面临着响应速度、探测率等性能的突破,在控制成本的同时提高集成度等问题。二维材料因其优异的物理特性,是继硅、化合物半导体之后另一具有广阔应用前景的新一代半导体材料,为传统光探测器的突破提供了思路。首先,二维材料丰富的能带,为宽波段光电探测提供了可能;其...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?ＰＩＮ型光电探测器器件基本结构及其能带示意图｜１８１
??如图１．２所示为ＭＳＭ光电探测器的基本结构与对应的能带结构。金半接触分??别在半导体材料的两侧，从而得到两个背对背的肖特基接触［１９］。当一个偏置电??流施加在ＭＳＭ型光电探测器上时，可以通过电导率的变化来实现光电探测。??ＭＳＭ型光电探测器最大的优势是易于集成，这是因为ＭＳＭ型光电探测器具有共??面的肖特基接触且是平面结构，因而器件的制备相对更容易。ＭＳＭ型光电探测??器另一优势是具有较快的响应速度，而半导体衬底具有二维效应，能使其器件的??单位面积电容小于ＰＩＮ结构的一半。一般情况下，渡越时间和ＲＣ时间常数是决定??响应速度两个重要因素，一方面，提高载流子的饱和速度，可减小光生载流子渡??越时间；另一方面
??如图１．２所示为ＭＳＭ光电探测器的基本结构与对应的能带结构。金半接触分??别在半导体材料的两侧，从而得到两个背对背的肖特基接触［１９］。当一个偏置电??流施加在ＭＳＭ型光电探测器上时，可以通过电导率的变化来实现光电探测。??ＭＳＭ型光电探测器最大的优势是易于集成，这是因为ＭＳＭ型光电探测器具有共??面的肖特基接触且是平面结构，因而器件的制备相对更容易。ＭＳＭ型光电探测??器另一优势是具有较快的响应速度，而半导体衬底具有二维效应，能使其器件的??单位面积电容小于ＰＩＮ结构的一半。一般情况下，渡越时间和ＲＣ时间常数是决定??响应速度两个重要因素，一方面，提高载流子的饱和速度，可减小光生载流子渡??越时间；另一方面
【参考文献】：
期刊论文
[1]Single-Crystalline In Ga As Nanowires for Room-Temperature High-Performance Near-Infrared Photodetectors[J]. Huang Tan,Chao Fan,Liang Ma,Xuehong Zhang,Peng Fan,Yankun Yang,Wei Hu,Hong Zhou,Xiujuan Zhuang,Xiaoli Zhu,Anlian Pan. Nano-Micro Letters. 2016(01)
本文编号：3325978
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?ＰＩＮ型光电探测器器件基本结构及其能带示意图｜１８１
??如图１．２所示为ＭＳＭ光电探测器的基本结构与对应的能带结构。金半接触分??别在半导体材料的两侧，从而得到两个背对背的肖特基接触［１９］。当一个偏置电??流施加在ＭＳＭ型光电探测器上时，可以通过电导率的变化来实现光电探测。??ＭＳＭ型光电探测器最大的优势是易于集成，这是因为ＭＳＭ型光电探测器具有共??面的肖特基接触且是平面结构，因而器件的制备相对更容易。ＭＳＭ型光电探测??器另一优势是具有较快的响应速度，而半导体衬底具有二维效应，能使其器件的??单位面积电容小于ＰＩＮ结构的一半。一般情况下，渡越时间和ＲＣ时间常数是决定??响应速度两个重要因素，一方面，提高载流子的饱和速度，可减小光生载流子渡??越时间；另一方面
??如图１．２所示为ＭＳＭ光电探测器的基本结构与对应的能带结构。金半接触分??别在半导体材料的两侧，从而得到两个背对背的肖特基接触［１９］。当一个偏置电??流施加在ＭＳＭ型光电探测器上时，可以通过电导率的变化来实现光电探测。??ＭＳＭ型光电探测器最大的优势是易于集成，这是因为ＭＳＭ型光电探测器具有共??面的肖特基接触且是平面结构，因而器件的制备相对更容易。ＭＳＭ型光电探测??器另一优势是具有较快的响应速度，而半导体衬底具有二维效应，能使其器件的??单位面积电容小于ＰＩＮ结构的一半。一般情况下，渡越时间和ＲＣ时间常数是决定??响应速度两个重要因素，一方面，提高载流子的饱和速度，可减小光生载流子渡??越时间；另一方面
【参考文献】：
期刊论文
[1]Single-Crystalline In Ga As Nanowires for Room-Temperature High-Performance Near-Infrared Photodetectors[J]. Huang Tan,Chao Fan,Liang Ma,Xuehong Zhang,Peng Fan,Yankun Yang,Wei Hu,Hong Zhou,Xiujuan Zhuang,Xiaoli Zhu,Anlian Pan. Nano-Micro Letters. 2016(01)
本文编号：3325978
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