单根纳米线NiO/ZnO异质结紫外光电探测器

发布时间：2022-02-14 16:30

　　光电探测器是将光信号转换为电信号的器件,广泛应用在军事和民用等多个领域。紫外光电探测器是工作在紫外波段的光电探测器,因其探测灵敏高,虚警率低等优点,可用于外太空宇宙射线探测,军事上进行导弹尾迹探测,日常生活中污水监测,人体日常接收紫外线辐射监测等。现有的商用紫外光电探测器由于尺寸大,能耗大,不利于日常携带。人们努力通过使用纳米材料、二维材料做出微型紫外光电探测器。纳米线等一维材料由于其高光响应性和良好的独立性,已成为光电探测器小型化的最佳选择之一。氧化锌为直接带隙半导体,本征氧化锌能带的宽度约为3.4eV,对应的本征吸收波长369nm,处于近紫外区,是一个很好的紫外光探测器的材料,由于晶格内部存在氧空位,氧化锌表现为n型半导体。氧化镍为直接带隙半导体,本征氧化镍的能带约为3.7eV,对应本征吸收波长为336nm,处于近紫外区,因为其晶体内部存在镍原子空位,氧化镍表现为p型半导体。考虑到氧化锌和氧化镍的能带结构,本征吸收波长均在紫外波段,如果使用一维纳米线制作出p-n异质结的紫外光电探测器,可以实现微型化自供电的紫外光电探测器。1.通过水热还原法合成了镍纳米线,之后对不同温度退火后的纳米... 

【文章来源】：郑州大学河南省211工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)为在SrTiO3衬底上生长LaAlO3的反射式高能电子衍射强度的原位观测图片

图 2.1 (a)为在 SrTiO3衬底上生长 LaAlO3的反射式高能电子衍射强度的原位观测图片。(b为荧光屏上接收到的电子衍射斑图片图 2.1 中为使用反射式高能电子衍射对生长进行原位观测的图片，我们选取晶格类型相同，晶面间距差距交小的材料进行外延生长，我们在荧光屏上清晰的观测到了电子衍射斑，并且在生长工程中衍射强度呈现震荡曲线我们可以对样品的生长层数进行实时观测控制生长的层数和厚度。RHEED 系统的核心部件是高能电子枪与荧光屏。工作时，从电子枪发射出具有一定能量(5~30keV)的电子束，电子束以很小的掠射角 θ(<5°，通常为 1~2入射到样品表面。

图 3.1 实验流程分解模型图图 3.1 为器件制作的基本流程，首先通过水热还原法合成镍纳米线。通过天平称量出 0.238g 的氯化镍，之后将样品溶解到 12g 的乙二醇溶液中，通过磁力搅拌使样品溶解。配置 2.4g 氢氧化钠溶解到 50mL 乙二醇溶液中，通过磁力搅拌使其均匀。让两种溶液在 0.2T 的磁场下进行反应，反应温度保持在 85°C。之后通过过滤的方法把生成的镍金属过滤出来，得到镍纳米线的结构。取少量 Ni 纳米线溶于乙醇溶液超声分散后，用滴管将分散后的溶液滴在Al2O3衬底上，用磁场放在 Al2O3衬底下面，进行排列使镍纳米线不会交叉或者团聚在一起，等乙醇完全蒸发选取单根镍纳米线进行下面的步骤。通过紫外光刻手段在 Ni 纳米线一端刻出电极图案，然后通过小型溅射仪溅射金属 Pt 并进行去胶处理，可以得到一端被铂电极覆盖的镍纳米线。将得到的Ni 纳米线放入管式炉退火可以得到 Ni / NiO 核壳纳米线，通过在管式炉中常压下退火而获得的，退火温度为 415°C。退火时间 130min，升温速率 11°C/ min，降温速率 8°C/ min。用紫外光刻的办法在氧化镍纳米线另一端刻出一个电极图


本文编号：3624894