高性能低维半导体材料/硅异质结光电探测器

发布时间：2024-04-03 03:25

　　二维材料石墨烯、低维化合物材料硒化铟等光电性能良好的半导体材料,可以与硅衬底结合制备高响应度高探测率等高性能的光电探测器。由于石墨烯与硅接触时易被调控,本论文主要研究了将氟化石墨烯、掺硼硅量子点等材料与石墨烯/硅光电探测器结合,对石墨烯进行调控,提升器件的响应特性。该系列工作具有以下主要成果:1.制备了石墨烯与氟化石墨烯之间多种垂直堆叠结构的器件,研究了氟化石墨烯在石墨烯上下表面两种情况对石墨烯/硅光电探测器的性能提升作用。2.制备了含掺硼硅量子点的石墨烯硅基光电探测器,充分利用掺硼硅量子对近红外光有吸收的特性,在未掺杂硅量子点与石墨烯硅基光电探测器结合的基础上,扩展了器件在近红外波段的响应(1100nm-1870nm),并首次研究了量子点置于石墨烯与硅之间的垂直异质结器件,这种新型结构既是无机量子点发光二极管的雏形,又有助于研究石墨烯与硅接触的界面态变化问题。3.合成了稳定存在的花状单相γ-In2Se3化合物材料,并首次将γ-In2Se3材料与n型硅衬底结合制备了γ-In2Se3/Si光电探测器,该器件具有较高的光电响应和探测度,且易于制备、性能稳定,故在光电传感、光学开关等应用领域...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2单层石墨烯的二维平面结构}8}a

图１．３石墨烯是其他碳材料的基本构造单元。零维：自包裹形成Ｃ６０；?—维：卷??曲成碳纳米管；三维：层状堆叠形成石墨［９】。??１．?３．?１．?２石墨烯的光电特性??Ｇｒ具有独特的光学性能，单层Ｇｒ可以吸收２．３％的光，且对光的吸收率与??Ｇｒ的层数有关，如图１．４所示。与传统....

图１．３石墨烯是其他碳材料的基本构造单元

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图１．５?Ｇｒ的能带结构

ｄｉｓｔａｎｃｅ?（｜ｉｍ）?ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?Ａ?（ｎｍ）??图１．４（ａ）单层与双层Ｇｒ对光的吸收率；（ｂ）单层Ｇｒ的透过率与理想狄拉??克费米子之间的差异，插图为不同层数Ｇｒ的透过率与层数具有线性关系［１３］。??Ｇｒ独特的能带结构使Ｇｒ具有独特的电学特性，如图１．５为....

图１．４（ａ）单层与双层Ｇｒ对光的吸收率；（ｂ）单层Ｇｒ的透过率与理想狄拉??克费米子之间的差异，插图为不同层数Ｇｒ的透过率与层数具有线性关系［１３］

图１．４（ａ）单层与双层Ｇｒ对光的吸收率；（ｂ）单层Ｇｒ的透过率与理想狄拉??克费米子之间的差异，插图为不同层数Ｇｒ的透过率与层数具有线性关系［１３］。??Ｇｒ独特的能带结构使Ｇｒ具有独特的电学特性，如图１．５为Ｇｉ？的能带结构??图，能带结构具有锥形价带和以费米能级为中轴线对称....

本文编号：3946643