【摘 要】
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红外探测器广泛应用于夜视系统、安防、情报和侦察、精确制导,激光探测、定位与跟踪、农业监测、空间遥感、生物医疗等军事和民用领域,备受各国政府和科学界的关注。近些年,
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红外探测器广泛应用于夜视系统、安防、情报和侦察、精确制导,激光探测、定位与跟踪、农业监测、空间遥感、生物医疗等军事和民用领域,备受各国政府和科学界的关注。近些年,为了实现新一代室温、高灵敏、宽谱段的小型化红外探测器,众多的研究聚焦于窄带隙、高迁移率的Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线。Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线的理论设计与可控制备是实现新一代高性能红外探测器件的前提。GaSb具有合适的带隙宽度(0.72 eV)和Ⅲ-Ⅴ族半导体中最高的空穴迁移率(1000 cm2V-1s-1),被认为是实现高性能红外探测器的理想沟道材料之一。此外,在GaSb中仅需掺入5%以内的N,就会导致其能带带隙的急剧减小,是实现中长远红外波段探测探测器的理想沟道材料。本论文详细调研并综述了窄带隙、高迁移率的Sb基Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线的可控生长以及基于其的光电子器件应用。进一步,利用操作简单、成本低廉的等离子体化学气相沉积(PECVD)方法可控生长了高质量的GaNxSb1-x三维异质纳米线,并探索了其光电探测性能。具体内容如下:1.调研窄带隙、高迁移率的Sb基Ⅲ-Ⅴ族纳米线的可控生长以及基于其的光电子器件应用并总结出综述论文:包括Sb基Ⅲ-Ⅴ族纳米线的物理化学特性、可控生长、电子器件应用及光电子器件应用等。最后指出高质量、更窄带隙Sb基Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线的理论设计与可控生长是实现新一代高性能红外探测的有效途径之一。2.基于综述,采用PECVD方法可控生长了 GaNxSb1-x三维异质纳米线。表征和分析了生长的纳米线形貌、结构与组份。最后,基于单根GaNxSb1-x三维异质纳米线制备了光电探测器,并测试了在可见光下的光电流,为接下来研发新一代高性能红外探测器提供了材料基础。
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