基于二氧化钛纳米管的光电探测器研究

发布时间：2024-04-28 00:27

　　随着空间技术、信息技术以及电子技术的迅速发展,紫外探测技术逐渐成为一种军民两用的技术,广泛地应用于科研、军事、空间探索、环保卫生、医学等应用场景中。随着人们对半导体材料研究的逐渐深入,宽禁带半导体材料为紫外探测研究提供了非常有前景的方向。TiO2属于宽禁带半导体材料,具有制备工艺简单、物理化学稳定性高等优点,在光催化、染料敏化太阳能电池以及环境污染物净化等领域有广泛研究和应用。本论文以TiO2纳米管材料为基础,深入研究材料形态改善和晶面优化对光电探测器光电性能的影响。主要研究成果如下:(1)本文通过二次阳极氧化和精确升温退火处理的方法制备高度有序的TiO2纳米管阵列样品,基于退火过程中不同的升温速度制备出的不同样品,分别制作出肖特基结构的紫外光电探测器D1、D2、D3。器件测试结果表明,退火升温速度越快,TiO2纳米管阵列的有序度、管壁完整性越差,最终导致紫外光电探测器的各项光电探测性能降低。基于2℃/min退火升温处理得到的Ti02纳米管阵列制作出的紫外光电探测器D1的各项光电探测性能最优。(2)本文基于第一性原理计算分析了锐钛矿(001)面和(101)面的部分态密度(PDOS)和能...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２受辐射电子、空穴对产生过程??

光伏型紫外光电探测器的工作原理则基于光伏效应，光伏效应指的是紫外光??照射使非均匀半导体或者半导体－金属接触的不同区域之间产生了光生电势差的??现象Ｗ，如图１．３所示。当紫外光照射在半导体的结上，半导体内激发出新??的电子、空穴对，由于ＪＭ１结电场的作用，空穴从ｎ区漂移向ｐ区，而....

图１．３光伏效应原理图??－－

…？?５ｐ??图１．２受辐射电子、空穴对产生过程??光伏型紫外光电探测器的工作原理则基于光伏效应，光伏效应指的是紫外光??照射使非均匀半导体或者半导体－金属接触的不同区域之间产生了光生电势差的??现象Ｗ，如图１．３所示。当紫外光照射在半导体的结上，半导体内激发出新??的电子、空穴....

图１．４二氧化钛在能源和环境领域的应用＿??

Ｔｉ０２是工业中重要的原材料，具有制备工艺筒单、物理化学稳定性高、宽禁??带以及光电响应高等优点。二氧化钛在诸如光催化［１７】、染料敏化太阳能电池［２２］２＿??［２３】以及环境污染物净化［２４】等领域都有广泛的研究和应用，如图１．４所示。??Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ??Ｄ（Ｋ....

图１．６?ＭＳＭ型纳米晶ＴｉＯａ薄膜基紫?

器的研究现状。??２００７年，１＾丨１丨１１：？（１＾等［３｜］利用溶胶凝胶法制备出纳米晶二氧化钬薄膜，在其??基础上制作了?Ａｕ－Ｔｉ０２肖特基结构的ＭＳＭ型紫外光电探测器。如图１．６所示，??在５Ｖ偏压下，器件的暗电流为１．９ｎＡ；在５Ｖ偏压、２６０ｎｍ的紫外光下，光电响??....

本文编号：3965921