【摘 要】
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光电探测器,例如光电倍增管、Si光电二极管、III/V材料的光电探测器已广泛应用于科学仪器、光通信、显示成像、环境监测、安全监测等。然而,随着高性能光电探测器的快速发展,
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光电探测器,例如光电倍增管、Si光电二极管、III/V材料的光电探测器已广泛应用于科学仪器、光通信、显示成像、环境监测、安全监测等。然而,随着高性能光电探测器的快速发展,人们对灵敏度高,体积小,功耗低的光电探测器的需求越来越大。与传统体材料相比,纳米结构光电探测器因其体积小,灵敏度高,光电转换性能优异而引起人们越来越多的关注。本文研究了P型与PN型变组分Al Ga As/Ga As纳米线光电探测器的光电探测特性,Al组分的变化引起了Al Ga As禁带宽度的变化从而形成了内建电场,这可以极大的提高半导体的载流子收集效率。通过建立半导体漂移扩散模型,然后分别改变入射光波长,Al组分,纳米线长度,用有限体积法(FVM)仿真计算了P型和PN型变组分Al Ga As/Ga As纳米线光电探测器的光电流和积分灵敏度。结果显示,即使在零偏压情况下轴向Al组分变化引起的内建电场可以加强载流子收集效率,从而大大提高光电探测效率,PN型光电探测器因PN结的存在,其光电探测性能更优于P型。另外不同电极接触方式也会影响光电探测器的光电探测特性,本文中根据电极的基本接触形式考虑了四种结构,分别是欧姆-欧姆(O-O)结构,欧姆-肖特基(O-S)结构,肖特基-欧姆(S-O)结构,肖特基-肖特基(S-S)结构。结果表明在本文中欧姆-肖特基(O-S)结构光电探测器灵敏度最大,肖特基-欧姆(S-O)结构光电探测灵敏度最差。实验部分采用感应耦合等离子(ICP)刻蚀法制备P型变组分Al Ga As/Ga As纳米线阵列,将其用超声震断并在显微镜下选取单根纳米线光刻做电极制备成器件,并对其进行光电探测性能测试。
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