【摘 要】
：
还原氧化石墨烯（Reduced Graphene Oxide,RGO）是目前大面积大批量制备石墨烯的方法之一,该方法制备的石墨烯不仅在电学和光学性能上有出色表现,还可以对石墨烯官能化调控,因此其在光电探测领域被广泛关注。本文以制备RGO宽光谱探测器件为目标,对RGO结构变化、器件设计与制备和器件性能优化等方面进行研究,主要研究结果如下:（1）RGO结构变化规律:本文通过Hummers法制备氧化石墨
【基金项目】
：
陕西省科技厅重点研发项目基金（编号:2018ZDCXL-GY-02-02-01）；
论文部分内容阅读
还原氧化石墨烯（Reduced Graphene Oxide,RGO）是目前大面积大批量制备石墨烯的方法之一,该方法制备的石墨烯不仅在电学和光学性能上有出色表现,还可以对石墨烯官能化调控,因此其在光电探测领域被广泛关注。本文以制备RGO宽光谱探测器件为目标,对RGO结构变化、器件设计与制备和器件性能优化等方面进行研究,主要研究结果如下:（1）RGO结构变化规律:本文通过Hummers法制备氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）,通过溶胶-凝胶法制备GO薄膜,对薄膜进行高温退火处理还原得到RGO,通过热重分析、X-ray diffraction分析（XRD）、傅里叶红外光谱分析等分析方法对材料结构进行表征,对比不同还原温度下RGO中含氧官能团变化情况,利用Tauc Plot法对RGO还原过程中带隙进行计算,得到RGO带隙从1.9e V至0.9e V的非线性变化规律,带隙变化原因由还原过程中不同含氧官能团在特定的温度区间脱离所导致。（2）n-Si/RGO半导体异质结光电探测器件的设计与制备:本文设计并制备了含有Si O2绝缘层的异质结型光电探测器件,所制备的器件表现出良好整流特性,对比不同还原温度下器件的性能,器件光谱响应范围可达450nm-1310nm,最大开关比大于1900,峰值响应度为0.12A/W,探测率达到1010Jones数量级。退火处理的温度升高可以有效提升器件的光谱响应范围和探测能力,与带隙变化规律吻合。（3）器件性能改进:本文主要研究了不同溶液浓度和不同衬底材料对器件性能的影响,制备了不同溶液浓度的和不同衬底材料的探测器件,高浓度溶液可以有效增加器件对光的吸收率,提高薄膜性能从而使得器件性能提升。设计并制备了由n-Ge与RGO构成的异质结型光电探测器件,由于n-Ge与RGO异质结中光生载流子不与内建电场复合,器件性能显著提升,光谱响应范围可达2200nm。本文通过研究获得了RGO中含氧基团受退火温度调谐并导致带隙变化的规律,制备了不同基底材料的RGO异质结光电探测器件,从器件层面证实了带隙变化规律,并对器件性能进行改进,研究了不同器件的响应机制,为RGO光电探测器的研究提供了一定思路。
其他文献
断层分布区域的巷道具有明显的不稳定性。当煤矿巷道受到矿震扰动时,更加容易诱发断层滑移失稳,导致巷道严重破坏。本文围绕矿震动载下断层滑移失稳特征及前兆信息,采用室内试验、离散元数值模拟、现场监测等手段,从应力、位移、裂缝、能量、声发射、微震等角度,对矿震动载下断层滑移失稳特征及前兆信息进行了研究。得到的研究成果如下:（1）采用室内动静载组合结构面直剪试验研究了法向静载、法向动载幅值、法向动载频率对结
微电子、光电子技术的快速发展,对半导体器件的集成度及光电器件的性能提出了更高的要求。而器件性能与半导体材料的掺杂和输运特性等密切相关,半导体材料的特性分析需要通过精密检测有关参数来获得。常用的接触测量法虽然精度较高,但对器件有一定的损伤性,传统光学法易受探测光源波动和噪声影响,检测灵敏度和精度较低,难以满足半导体材料特性参数精确检测的需求。考虑到光腔衰荡法对腔内介质吸收损耗有极高的测量灵敏度,结合
随着光学系统在军事、航空、民用等领域的广泛应用,对透镜中心厚度的要求也愈来愈高。但生产中对透镜中心厚度的检测大部分仍采用传统的接触式检测方法,而接触式检测由于具有准确度较低、人为因素大等弊端,已经无法满足对透镜中心厚度检测的需要,因此研制一款非接触、无损伤、响应快的透镜中心厚度测量系统具有十分重要的意义。本文的主要研究内容如下:本文基于激光三角法对透镜中心厚度测量系统进行研究。首先,基于激光三角法
湿地作为一种长期存在、有着丰富水资源的自然生态系统,往往与区域地下水含水层水文有直接联系。湿地中多年植物生长沉积形成的独特海绵状土壤层,具有透水性好、下渗能力强的特点。为了真实、客观地反映湿地海绵层对湿地地表水与地下水交互作用的影响,需要对湿地地表水-地下水开展耦合模拟。目前国内外有较多地表水-地下水耦合模型,其中GSFLOW可以揭示地表入渗过程以及饱和带和非饱和带的交互作用,能较好地模拟湿地地表
癌症严重威胁人类的生命健康,胃粘膜癌变的早期准确识别对提高病情诊断准确率,降低胃癌发病率和死亡率具有重要意义[1]。荧光寿命显微成像（FLIM）技术可以实现正常细胞和肿瘤细胞形态结构和代谢差异的定量表征,在肿瘤检测方面具有广阔的临床应用前景。但FLIM数据分析存在数据处理难度大、效率低等不足。本文依托国家自然科学基金项目,针对FLIM技术数据处理方面存在的问题,研究采用一种基于深度学习网络的FLI
随着精密光学制造技术的快速发展,高精度平面光学元件广泛应用于国家重大科学工程中,其面形精度要求已达到纳米水平,这对光学元件面形检测技术提出了新的挑战。干涉法是一种高精度面形检测技术,其测量结果是以参考镜面形误差为基准的相对测量,为消除该系统误差,采用绝对检测技术获得被测镜绝对面形,从而实现更高精度的面形检测。传统的光学元件面形绝对检测技术普遍存在步骤复杂、误差源多和空间频率丢失等问题,为实现高效率
现代科学中,光学系统的设计与制造一直是光学科学领域研究的重点,而非球面在光学系统中的应用越来越广泛,其中离轴双曲面在众多光学系统中更是起着至关重要的作用,而离轴量和非球面度的存在影响着它的加工质量,从而影响光学系统的成像质量。离子束加工作为非接触的确定性抛光手段,在高精度的光学元件制造中越来越受到重视,本文使用离子束加工的手段,对离轴双曲面的加工工艺进行研究。针对优化的离轴双曲面进行最接近球面求解
半刚性基层是我国道路结构中主要采用的一种承重结构,同时水泥稳定级配碎石又是主要的一种半刚性基层形式,在道路扩建和重建时会产生大量的废弃铣刨料。作为一个交通大国,我国相当多长度的公路正在面临淘汰或即将淘汰的阶段,而我国是一个资源短缺的国家,石料、水泥等材料价格逐渐攀升,如何有效地利用道路改扩建过程中产生的废弃料,已经成为必须面对和解决的问题。同时,水泥稳定碎石半刚性基层在实际的养护过程中,不断承受温
水泥作为建筑行业中主要的建筑材料,在生产过程中存在着污染严重,碳排放量大的问题。石灰石粉是由方解石为主要成分的矿物掺合料,具有价格低廉、来源广泛、污染较小等特点。在制造工程用碎石、机制砂以及石材切割的过程中往往会有大量的石灰石废料产生,这些石灰石粉在经过一定的处理后可以作为矿物掺合料在水泥基材料领域进行资源再利用。石灰石粉部分取代水泥既可以起到改善混凝土性能的作用也可降低混凝土的成本,为国家实现“
文中对房地产景观规划原则进行了概述，分析了房地产景观设计的现状，分别从景观前期策划、全设计品质和成本控制等方面，提出了房地产景观设计全程化管理的有效途径，并对各景观空间设计要点进行了详细介绍。