氮化镓/硅纳米孔柱阵列紫外光电探测性能研究

发布时间：2025-07-01 23:12

　　紫外光电探测器在工农业生产、环境监测与保护、航空航天以及国防工业等领域均具有重要的应用价值,而半导体材料与技术的快速发展为新型高性能紫外光探测器的研究奠定了重要的材料基础。单晶硅是最早被应用于紫外探测领域的半导体材料,基于单晶硅的紫外增强型硅光电二极管作为第一代固体探测器的典型代表早已得到广泛的应用。但是,硅探测器容易受到可见光信号的干扰,必须使用配套的滤光片以排除可见光产生的噪音,同时还存在因易于老化而导致使用寿命短的缺点。此外,硅是一种间接带隙的半导体材料,这一能带结构特点从物理上决定了,硅光电器件只能具有较低的光量子响应效率。近年来,以GaN、ZnO为代表的宽带隙化合物半导体在材料制备与器件工艺方面均得到了快速发展,尤其基于GaN同质/异质结的光电子器件已在短波长发光二极管、激光二极管、高效串联多结太阳能电池等领域得到广泛应用。GaN是一种直接带隙化合物半导体材料,本身具有较高的光响应量子效率;其带隙宽度约为3.34 eV,对应的本征吸收和发光波长处于紫外光区;同时,GaN还具有化学和稳定性好、导热率高、抗辐射能力强等优点。GaN的上述特性预示着它有望成为制备新型高性能紫外光探测器...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1MSM肖特基紫外探测器

引言的紫外探测器由两组交叉指状金属电极在材料上构成，器件制备工艺简单。虽然MSM结构的GaN紫外探测器有很多优点，但由于工作时需要外加偏压，而且器件对材料表面的平整度要求很高，从而使MSM结构的紫外探测器在应用上受到限制。而p-n型紫外探测器具有响应快、具有暗电流小....

图1.2为ZnO紫外探测器如图1.3为一个异质结紫外探测器，该研究工作将n-ZnO和p-GaN构成异质结构，利用ZnO与GaN不同的光吸收范围形成窄的光吸收窗口层，从而实现

4肖特基二极管具有很多优点，如量子效率高、响应速度快、暗电流低、高的紫外可见抑制比和0偏压等优点。如图1.2所示，为一个光导型紫外探测器[29]，半导体的正面为肖特基接触，背面为欧姆接触电极。右边为能带结构分析图，从图上可知注入性能源于金属与半导体功函数不同形成的静电势能差。图....

图1.3n-ZnO/p-GaN紫外探测器

图1.3n-ZnO/p-GaN紫外探测器有以上不同结构的紫外探测器的研究工作可知，紫外探测器多利用宽带隙的直接带隙半导体材料。为调控紫外探测的范围，可通过一定的组分参杂来改变材料的带隙宽度，从而使探测范围改变。为提高器件响应度或者响应速度可通过一定器件结构设计，使器件具有高....

图1.4GaN晶体六方纤锌矿结构

图1.4GaN晶体六方纤锌矿结构纤锌矿结构GaN具有带隙宽（³.4eV）、热导率和电子迁移率高、介、热稳定性好、抗辐照能力强等优异的物理和化学性能[34]。由于当半缩小到纳米尺寸时，其物理和化学性质将因表面界面效应、量子尺寸效限域效应、库仑阻塞效....

本文编号：4054843