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紫外辐射是电磁辐射波谱中10 nm-400 nm范围内的电磁波。其来源除了日常的太阳光以外,还包括紫外线发射设备、火焰、特定的细胞等。因此紫外光电探测器在医学、军事、环境等众多领域中有着较为广泛的应用。随着科技的不断发展,紫外探测器的结构与用于制备探测器的半导体材料也得到了不断的丰富与更新。但在研究过程中,科研人员发现在紫外探测器的设计、制备中,存在这样的矛盾以及需求。从器件结构的角度讲,光电导型探测器具有较高的增益和响应度,但器件响应速度较慢、噪声高;光伏型探测器响应迅速、可有效抑制噪声,但光暗抑制比较低。从制备材料的角度讲,无机半导体材料具有良好的光电性能,但选择少、制备高质量的材料不易;有机半导体材料种类较多、制备简单,但光电性能相对较差。以上问题也导致紫外探测器的光电性能难以有所突破。随着研究的不断推进,各领域对紫外光电探测器性能的要求也在不断提高,这其中包括更快的响应速度、更高的光暗抑制比、甚至是更精确的探测范围等。基于以上,本论文想要实现的目标是,通过制备光电性能优良的半导体材料和选择能为探测器性能提供良好基础的器件结构,来实现响应度高、响应速度快的高性能紫外探测器的制备。因此,本论文围绕材料的制备、器件结构的选择等方面,证明了利用有机、无机半导体材料杂化制备异质结光伏型紫外探测器是一种合理、高效的提升器件探测性能的方法。此外,通过选择光电性能优良的掺杂材料,进一步优化了器件的光电性能。基于此,本论文主要展开了以下的研究工作:第二章中,首先设计并制备了TiO2薄膜光电导型紫外探测器。通过溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜均匀、平整,质量良好。通过合理的退火温度,使得TiO2具备锐钛矿型的晶体结构,适宜制备成紫外探测器。随后,通过光刻法和磁控溅射法制备的探测器,其光吸收仅在紫外波长范围内,无需外加滤光片;在7 V的工作偏压下,器件的上升下降时间为1.09 s和9.43 s;光生、暗电流密度的数值分别为1.08μA/mm2和10 nA/mm2,光暗抑制比可达约三个数量级,有较高的光增益。TiO2材料优良的光电性能为制备异质结光伏型紫外探测器奠定了基础。详细的制备过程与机理分析在第二章中给出。第三章中,在TiO2薄膜基础上,增加了一层有机半导体材料PVK的薄膜。两种材料构成了有机无机杂化的异质结,并以此为基础制备成PVK/TiO2光伏型紫外探测器。通过调整PVK薄膜的厚度,使得构成异质结的两种材料在光吸收过程中的比重发生变化。配合利用异质结与ITO衬底吸收峰的不同,进而得到了最优探测波长不同的两组器件。经过一系列不同厚度的对比实验,选择出了两组器件中厚度最优的薄膜。在厚度较薄的一组中,响应度的峰值出现在320 nm处,最优器件的暗电流密度为0.02μA/cm2、上升下降时间分别为28 ms和11 ms;厚度较厚的一组中,响应度的峰值出现在340 nm处,最优器件的暗电流密度为0.025μA/cm2。通过数据对比可发现,相较于光电导型的紫外探测器,光伏型探测器具有更低的暗电流和更短的响应恢复时间。这是由于异质结的结构优势,通过耗尽层的存在和能带的变化,有效抑制了暗电流和噪声,并且提高了器件的响应速度。第四章中,以第三章薄层PVK/TiO2紫外探测器中最优器件为基础,通过在PVK薄膜中掺杂CuInS2/ZnS量子点的方法提高光伏型探测器的光暗抑制比和响应速度。该种量子点具有较高的电导率,因此可弥补PVK有机材料在电导率上的劣势,使器件可以更有效的传输载流子;此外,该材料在紫外波长范围内有良好的光吸收,因此可以提高器件对光的利用;最后,由于量子点具有的量子尺寸效应和表面效应,可以使其吸引并限制电子,使TiO2一侧的耗尽层变厚,进而增强了其电场强度。增强的电场可以更有效的分离光生载流子,提升器件的性能。在掺杂后,改性器件的响应度提升约4.2倍,上升时间缩短为24 ms。第五章中,在第三章制备的厚层PVK/TiO2紫外探测器里,选取了性能最优的器件。并以此为基础,通过在其PVK层中掺杂PFTBT聚芴材料,来提升探测器的光电性能。由于此时用于制备厚层PVK的溶液较为黏稠,因此作为无机材料的量子点在PVK溶液中易产生团聚,影响器件性能。因此选择了在有机材料中分散性更好的PFTBT聚芴。该种材料可有效提高有机材料的电导率和光吸收,优化材料性能;此外,PFTBT的引入作为陷阱中心,将大幅度提高器件的材料的电导率,延长载流子的寿命,因此可使器件的光电性能有较为明显的提升。掺杂后,器件的响应度提升约3.7倍,上升时间缩短为22 ms。本论文将有机无机材料杂化,制备了异质结光伏型探测器。通过空间电荷区和势垒的引入,实现了器件暗电流的大幅度抑制和响应速度的显著提升。通过在有机材料薄膜层中引入量子点材料,利用量子尺寸效应和表面效应,吸引并束缚电子,进而加强了空间电场强度,提升了载流子的分离效率,实现了器件性能的优化。此外,通过掺杂PFTBT聚芴材料,利用陷阱效应,降低载流子的复合,显著延长了载流子的寿命,进一步提升了光伏型紫外探测器在响应度、响应速度等方面的性能。本论文为紫外探测器的材料选择、结构设计、及工作机理分析方面提供了有价值的参考