【摘 要】
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Ⅲ﹣V族化合物半导体中锑化铟(In Sb)和锑化镓(Ga Sb)是一类重要的窄带隙材料,锑化铟拥有最高的电子迁移率(78000cm2v﹣1s﹣1),锑化镓有着最高的空穴迁移率(850cm2v﹣1s﹣1),因此锑化铟和锑化镓以及三元化合物铟镓锑(In Ga Sb)被广泛用于制造高速器件和红外(IR)探测器。此外V﹣VI族中的硫化锑(Sb_2S_3)有着良好的光敏性能和热电性能,这些锑基半导体引起了学
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Ⅲ﹣V族化合物半导体中锑化铟(In Sb)和锑化镓(Ga Sb)是一类重要的窄带隙材料,锑化铟拥有最高的电子迁移率(78000cm2v﹣1s﹣1),锑化镓有着最高的空穴迁移率(850cm2v﹣1s﹣1),因此锑化铟和锑化镓以及三元化合物铟镓锑(In Ga Sb)被广泛用于制造高速器件和红外(IR)探测器。此外V﹣VI族中的硫化锑(Sb2S3)有着良好的光敏性能和热电性能,这些锑基半导体引起了学者们的研究兴趣。本论文对铟镓锑纳米线和硫化锑纳米线的制备进行了一定的研究,最后采用铟镓锑纳米线/硫化锑纳米线为有源区,银纳米线或MXenes材料为电极制备全纳米结构的光电探测器并测试其性能。主要工作如下:1.利用磁控溅射装置在硅衬底上镀一层金(Au)薄膜,然后放入炉中700℃退火,时间为15min,退火后衬底上的Au薄膜将转变成Au纳米颗粒。以Au纳米颗粒为催化剂,In Sb粉末和Ga Sb粉末为源材料,通过气相传输的方法制备铟镓锑纳米线并进行扫面电镜和透射电镜表征和X射线衍射(XRD)表征。然后用乙二醇和聚乙烯吡络烷酮(PVP)制备超长银纳米线,以铟镓锑纳米线为活性材料,银纳米线为电极制备光电探测器,并测试了器件的性能。通过测试发现I﹣V曲线呈现非对称现象,与有关文献报道的一致,且给与理论上的分析。作者认为非对称现象主要来源于半导体纳米线与两边电极的接触面积不同所导致的,由于空气中的氧气会吸附在界面上夺取电子引起耗尽层厚度的增加,接触面积的不同导致厚度增加不同,表现出两端不同大小的势垒,引起非对称现象。2.用水热法制备硫化锑(Sb2S3)纳米线,并进行扫面电镜和透射电镜表征和X射线衍射(XRD)表征,制备过程中发现添加聚乙烯吡络烷酮(PVP)可以提高硫化锑纳米线平均长度和均一性。我们认为纳米线的形貌与作为溶剂的乙二醇(EG)和PVP有关,PVP有助于生长的各向异性,使之倾向于生成一维线状物质,但PVP也会使纳米线趋于团聚,而EG在一定程度上可以阻止团聚,有助于纳米线之间的分散。然后以硫化锑纳米线为有源区,银纳米线和MXenes材料(Ti3C2)为电极制备光电探测器,并测试了器件的性能。发现Ti3C2可以提高器件的灵敏度与响应速度,根据文献推测是由Ti3C2加快了器件整体的空穴迁移造成的。当器件一端使用银纳米线,另一端使用Ti3C2作为电极时,器件表现出自驱动特性。作者推测是空穴在银纳米线/硫化锑纳米线界面无法快速复合引起的,这导致了空穴的不对称迁移。
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