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Si基近红外光电探测器由于具有和CMOS技术良好的兼容性,一直以来受到广泛的关注和研究。各类Si基光电探测器(如肖特基结型、P-N结型、P-I-N结型等)中,肖特基结型器件由于结构简单、响应速度快、寄生电容小,是制备光电探测器的优异选择。与薄膜和块状光电探测器件相比半导体纳米结构器件响应度高、功耗低、响应速度快;因为其反射率低、比表面积大使其光收集效率高,同载流子输运时间短。所以一维Si纳米结构特别是具有陷光效应的Si纳米线阵列结构在高性能红外光电探测器领域有巨大应用前景。此外,Cu对于半导体而言是一种重要的金属,其电阻率低,电子迁移率高。有了上面的启示我们研究基于Cu/Si纳米线阵列肖特基结近红外光电探测器并且取得的成果如下: 1.通过Ag离子辅助反应刻蚀法,在n型轻掺Si基底上,实现了Si纳米线阵列的可控生长。SEM表征显示纳米线阵列为垂直的有序阵列形貌,长度均一,约为4μm,平均直径约为150nm(直径的分布为100-300 nm)。 2.以Cu(NO3)2为铜源,在水、乙二醇、水合肼的混合体系中,100℃水热反应30 min,在Si纳米线阵列表面均匀生长一层Cu膜,成功制备了Si/Cu核壳结构纳米线阵列。HRTEM和元素分布图表明,Si纳米线外表面均匀包覆约15 nm厚的Cu膜,该铜膜由大小约5-10 nm的Cu颗粒组成。 3.将Si/Cu核壳结构硅纳米线阵列底部打磨后刷涂上一层In/Ga导电胶,用作底接触电极,使用PCB板和Cu箔固定,并用银浆和银丝引出电极待电学测试使用。电学性能测试表明,核壳结构硅纳米线阵列与铜肖特基结展现了良好的整流特性,开启电压约为0.4 V,偏压±1.5V时整流比约为102。在0.22 mWcm-2波长为980 nm光照射下展现明显的光伏特性,开路电压为0.3V,短路电流为16.2μA,转换效率可达2.56%。光电测试表明,该自驱动近红外光电探测器响应度和探测率达到了0.335 A W-1和2.9×1012 cm Hz1/2 W-1,开关比达到104以上,对于30 kHz高频光能够良好的响应,上升时间和下降时间分别达到了3.6μs和14.2μs。