基于纳米图形模板的AlGaN材料制备及其紫外雪崩光电探测器研究

发布时间：2022-01-01 09:26

　　在科技现代化进程中,紫外探测技术得到飞速发展,其在军事和民用领域都有极其重要的应用,在战略意义上,它是我国迫切需求并要重点发展的技术。紫外光子目标信号传输损耗大,为满足对远距离微弱紫外信号的探测,器件必须具备超高灵敏度,这就要求探测器具有超高的增益。除此以外还需要探测材料本身具有强的带外信号抑制能力,这一点单靠滤波片难以做到。AlGaN材料同时具备发展高紫外带内/带外信号抑制比和高带内增益探测器件的能力。Al_xGa_1-xN材料可以通过控制Al组分调控禁带宽度（3.42～6.2 e V）,对应探测波段覆盖紫外到日盲以及深紫外波段,与传统材料相比,AlGaN还具有很高的比探测率,是紫外探测领域的理想材料。但是要实现高抑制比、高增益雪崩器件需要解决以下几个关键问题:材料外延中的缺陷控制问题、器件设计与制备中的雪崩离化调控问题以及暗电流抑制问题。因此本文将从AlGaN材料生长和雪崩探测器设计与制备等多个方面来讨论和解决这些关键科学问题和技术瓶颈:（1）从材料外延角度出发,发展了利用Ni金属退火自组装来制备Al N纳米图形模板的方法。与此同时,通过调节... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

氮化物的纤锌矿结构

CuS/FeS的闪锌矿结构

16心会发生偏离，并不重合，因此产生了非零的电偶极矩，这也是产生自发极化的主要原因36,37。自发极化产生的偶极子方向是沿着[0001]轴的，所以在c方向上会产生极化电常图1-3GaN自发极化效应图1-4电偶极子以及极化产生原理另外，纤锌矿GaN基材料在施加应力作用时也会产生压电极化。应力的施加主要存在于晶格失配当中。在GaN、AlN、InN配备蓝宝石衬底体系材料中，晶格失配现象非常严重，通常选用蓝宝石作为衬底材料，当这些材料在此基础上外延时由于晶格失配导致的应力会导致外延层产生张应力抑或压应力，这些应力会在原有的自发极化电偶极子上产生作用，使得原本分离的正负电荷中心的分离程度更加发生变化，压电极化由于偶极子强度的改变随之产生。


本文编号：3562088