论文部分内容阅读
紫外探测器在化学传感,水杀菌,空间通信、工业、火焰传感、天文学等领域中都有着非常重要的应用。纳米ZnO作为直接带隙宽禁带半导体材料,其禁带宽度达到3.37eV,同时具有电阻率大范围可调、紫外光响应敏感及制备成本较低等优异特性,适于制备紫外光探测器件。 本文选取具有柔性的Cu箔材料作为衬底,利用Cu与ZnO形成n-ZnO纳米阵列/Cu肖特基结(M-S)光探测器;利用p型Cu2O与ZnO形成n-ZnO纳米阵列/p-Cu2O结构p-n结光探测器,系统地研究了探测器的光电特性,具体内容如下: 一、n-ZnO纳米阵列/Cu M-S结光探测器的制备与性能研究。以高纯Cu箔为衬底,利用低温水溶液法在Cu箔上制备n-ZnO纳米阵列,使用ITO玻璃作为上电极,制备出ZnO纳米阵列/Cu M-S结光探测器。通过扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)等研究材料的形貌、结构及光学性质。分别使用波长为365nm和385nm的光源对该探测器进行照射,研究了该探测器的性能。结果表明:两种波长光照后,探测器正反向电流均有所增强,且随着光照的增强而逐步提升。在波长365nm紫外光照下,随着光强从0增加至0.6,+3V偏压下探测器的电流从5.4mA增加至6.6mA,-3V偏压下电流从3.3mA增加至4.1mA;在波长385nm光照下,随着光照强度由0增加至0.6,+3V偏压下探测器的电流从5.4mA增加至16.1mA,-3V偏压下电流从3.3mA增加至10.1mA。两种波长照射下,探测器输出电流响应度((I-I0)/)(I0为初始电流,I为光照后电流,P为光照强度)最高分别达到1.8A/W和35.7A/W。 二、-ZnO纳米阵列/-Cu2O结构光探测器的制备与性能研究。首先将高纯 Cu箔进行干法氧化处理,利用常压缺氧气氛氧化形成p-Cu2O薄膜,随后在p-Cu2O薄膜上制备ZnO纳米阵列,利用ITO玻璃作为上电极,制备了n-ZnO纳米阵列/p-Cu2O结构光探测器。利用 SEM,透射电子显微镜(TEM),XRD,PL(光致发光)测试技术研究材料形貌、结构及光学特性;分别使用波长为365nm和385nm的光对探测器进行照射,研究探测器性能。结果表明:两种波长光照后,探测器正反向电流均有所增强,且随着光照的增强而逐步提升。在波长365nm紫外光照下,随着光强从0增加至0.6mW/cm2,+3V偏压下探测器的电流从3.6mA增加至11.7mA,-3V偏压下电流从1.0mA增加至4.0mA;在波长385nm紫外光照下,+3V偏压下探测器的电流由3.6mA增加至12.5mA,-3V偏压下电流由1.0mA增加至7.0mA。两种波长照射下,探测器的输出电流响应度最高分别达到14.1A/W和17.2A/W。由此可见,基于p-n结构的-ZnO纳米阵列/-Cu2O结构光探测器正反向电流对光照的响应更加明显。