InSe纳米带的可控合成及光电性能研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:accphailan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
二维层状半导体材料由于其独特的结构和物理特性,已经成为了光电器件领域的研究热点,是下一代光电子器件最有前途的候选材料。硒化铟(InSe)是一种典型的二维层状半导体材料,由于较轻的电子有效质量、高迁移率以及层数相关的光电特性,目前已经在高性能宽带光电探测器领域被广泛的探索。本文采用化学气相沉积的方法成功合成了InSe纳米带,并且制备了InSe纳米带光电探测器。本文具体研究内容如下:1.采用化学气相沉积的方法,以InSe粉末为生长源,在无任何金属作催化剂的情况下实现了InSe纳米带的可控合成。XRD、FESEM、EDS、HRTEM等分析表明,产物纳米带为物相纯净的六方晶系InSe,结晶性良好,表面平整,沿着[110]方向生长;长宽比大,宽度有数百纳米,长度可达数十微米。2.构筑了基于InSe纳米带的光电探测器。电学特性分析表明,器件有着很宽的波长检测范围(265 nm-1050 nm),并且器件的响应度和增益在3 V偏压下和1.12μW/cm~2光照条件下分别达到了1.49×10~3 A/W和4.11×10~3,这远远高于已经报导过的基于InSe的具有类似结构的光电探测器。此外,还发现InSe纳米带光电探测器的响应峰值随厚度减小出现明显的蓝移。InSe晶体中光学吸收的模拟表明,光响应峰值的蓝移是由于InSe晶体波长相关的吸收系数。波长较短的入射光具有较高的吸收系数,将在表面附近被吸收,而波长较长的光有更大的渗透深度,因此随着InSe晶体厚度的减小,吸收边发生蓝移。3.调整InSe纳米带的厚度,制备了相应峰值分别为蓝光(450 nm)、绿光(530nm)和红光(660 nm)的光电探测器,探索了InSe纳米带光电探测器在全彩色成像方面的应用,表明二维层状材料在全彩色成像方面的潜力。
其他文献
近年来,储能、汽车电子、军工、5G基站等市场对高功率密度和高效率电源转换器的需求促进了变压器产品呈扁平化趋势的发展。平面型变压器有利于实现紧凑的封装,简化制造的过程,提升变压器产品的一致性,在高频模块电源中越来越受欢迎。平面变压器作为隔离式电源转换器的核心,可集成到多层印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)中,也可作为分立器件使用。PCB板的设计是平面变压器设计中的一大关
学位
大数据解决方案越来越多地被用于各种社会系统,这些系统需要嵌入式设备来收集有用的信息,而用来保护嵌入式设备的加密算法及应用于加密的秘钥受到各种攻击面临着失效的风险。物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF)的出现可以有效防止伪造这些嵌入式设备和窃取秘钥,保护用户的信息安全。本文首先从实现的角度指出现有经典PUF结构无法实现自动布局布线这一问题。由于仲裁器PU
学位
随着CMOS的扩展和其他纳米技术的出现,器件的随机和统计特性开始对传统二进制的确定计算范式发起挑战。因此涌现了许多关于替代传统二进制计算方案的计算方式的研究。它们的共同特点是计算单元更加简单,因而复杂度低。随机计算便是诸多研究中的一个热点。目前大多数随机计算的设计方案存在计算时间过长和精度较低两大缺陷。因此随机计算往往应用于对精度要求不是十分苛刻的场景,比如图像处理和神经网络。本文从随机计算的缺陷
学位
随着第三代半导体材料与器件的发展,III族氮化物材料在光电子器件(如发光二极管方面)应用广泛,而器件性能与其组成材料的晶体质量密切相关。通常,AlN和GaN主要外延于六方晶系的异质蓝宝石衬底,然而,二者晶格常数和热膨胀系数不匹配的问题会导致高密度穿透位错的形成,而这些位错会充当非辐射复合中心及电荷散射中心,严重影响载流子的辐射复合效率。此外,极性面氮化物晶体的极化效应,会进一步激发量子限制斯塔克效
学位
图像处理技术在大数据和机器学习领域中发挥着至关重要的作用,而图像二值化技术是图像处理技术中重要的研究的内容。随着数字技术的发展,这些系统的硬件设计变得极为关键,以满足严格的应用的要求,如极小的尺寸、低功耗和高可靠性。目前低面积开销和高可靠性是集成电路设计的关键挑战,这迫使人们探索新的计算技术。随机计算(Stochastic Computing,SC)是解决这些系统和电路设计挑战的一种新方法,也是本
学位
在传统结构的模数转换器(ADC)中,逐次逼近型(SAR)ADC结构简单,数字电路占比较高,功耗较低,但由于受到量化噪声、比较器噪声等非理想因素的限制,很难达到高分辨率。而Sigma-Delta ADC受益于调制器中过采样和噪声整形的使用,实现了高精度,但调制器中使用较多运放导致功耗较高。噪声整形SAR ADC作为SAR ADC和Sigma-Delta ADC的混合架构,分别结合了二者的优势,以较小
学位
全无机CsPbX3(X=Cl,Br,I)钙钛矿纳米晶具有高光致发光量子产率(Photoluminescence Quantum Yield,PLQY)、半峰宽窄、荧光波长可调谐、制备方法简单等优点,在显示领域表现出优异的应用前景。但其PLQY仍有提升空间,光稳定性问题也亟待解决。由于其作为离子化合物并且表面配体容易脱落,在光、氧、热以及极性环境中会发生分解、团聚等现象,导致其光学性能的下降,限制了
学位
现如今,环境污染对人类健康和生活造成了巨大的危害,尤其是水体污染中的重金属铅离子污染更是不可忽视的。虽然检测铅离子的传统方法已经取得了一些成果,但是样品处理过程复杂,仪器昂贵,且不利于现场快速检测等问题限制了传统方法的应用,与这些方法相比,电化学方法操作简便,成本低,效率高,是一种非常重要的检测重金属离子方法。本论文用MoS2/rGO(还原氧化石墨烯)和MoS2/rGO/Nafion对玻碳电极进行
学位
随着集成电路的不断发展、工艺尺寸的不断降低使得芯片的集成度越来越高,芯片的可靠性变得至关重要。老化是导致芯片性能降低,寿命缩短的重要因素,在芯片的生命周期内,老化使得芯片延时增加,当超过一个时钟周期时,芯片的功能发生故障,最终导致芯片失效。老化已经成为集成电路安全领域一个重要的挑战。因此针对集成电路老化可能发生的时序错误,避免引起严重的功能故障,本文对精确测量集成电路的老化程度进行了研究。集成电路
学位
波长传感器能够定量地检测光的波长,在图像传感、光谱分析、光通信、环境监测、医学检测等各个领域都发挥着重要的作用。但目前的波长传感器工作范围相对狭窄,器件结构复杂,制造工艺繁琐。因此,亟需提出一种器件几何形状简单的宽波段、高分辨率波长传感器。在本文的研究中,提出了一种新型波长传感器,由顶部的石墨烯/薄硅/石墨烯金属-半导体-金属(MSM)光电探测器和底部的石墨烯/锗肖特基结光电探测器构成,能实现从深
学位