【摘 要】
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自供电紫外光电探测器可以在无需外部电源的情况下工作,是下一代光电子器件的发展趋势之一。ZnO作为电子器件中应用最广泛的n型金属氧化物之一,与其它材料形成的异质结构被广泛应用于自供电紫外探测领域。然而,由于ZnO表面状态以及材料之间能级匹配的问题,导致器件存在响应度低,响应时间较长等缺点。针对上述问题,本论文分别引入CuO和Bi Fe O3插入层作为ZnO表面修饰层以及能级台阶,构建了基于ZnO/P
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自供电紫外光电探测器可以在无需外部电源的情况下工作,是下一代光电子器件的发展趋势之一。ZnO作为电子器件中应用最广泛的n型金属氧化物之一,与其它材料形成的异质结构被广泛应用于自供电紫外探测领域。然而,由于ZnO表面状态以及材料之间能级匹配的问题,导致器件存在响应度低,响应时间较长等缺点。针对上述问题,本论文分别引入CuO和Bi Fe O3插入层作为ZnO表面修饰层以及能级台阶,构建了基于ZnO/PEDOT:PSS异质结的紫外光电探测器。此外,p型半导体与ZnO的接触会使界面处的能带发生偏移,目前的研究往往集中于载流子在p型半导体以及n型半导体之间的传输,本论文则将目光转移到ZnO本身的能带偏移,制备了基于Ga N/ZnO的MSM背入射带通响应自供电紫外探测器,并系统的研究了上述探测器原理以及探测性能。（1）通过水热法在ITO玻璃衬底上生长了垂直分布的ZnO纳米柱阵列,研究了不同水热时间对纳米柱阵列的影响,其中水热时间为4 h的ZnO纳米柱呈现出大小长短均一且垂直分布的微观形貌。基于此结构,通过射频磁控溅射和滴涂法分别涂覆插入层CuO和顶层PEDOT:PSS,探究了CuO不同溅射时间对器件探测性能的影响。当CuO溅射时间为30 min时,ZnO/CuO/PEDOT:PSS器件的探测性能最佳。在365 nm（0.4 m W/cm~2）光照下的响应度为9.96 m A/W,是未插入CuO层时的12倍。同时器件具有良好的波长选择性(R365nm/R400nm=4.87×10~2)和稳定性。（2）通过射频磁控溅射在ZnO纳米柱表面包覆Bi Fe O3,构建ZnO/Bi Fe O3/PEDOT:PSS自供电紫外探测器。探究不同退火温度对器件的影响,结果表明退火温度为400℃时器件内部缺陷最少,在365 nm以及254 nm的紫外光下均表现出良好的探测性能（响应度分别为1.86 m A/W和10.8 m A/W）,同时在器件中发现了明显的热释电效应。（3）通过金属有机物化学气相沉积法在蓝宝石表面沉积p型Ga N,射频磁控溅射沉积ZnO,利用Ga N对ZnO能带抬高以及背入射滤波的作用,组装了具有背入射带通响应的MSM型自供电紫外探测器（362～372 nm）。背入射模式下峰值响应为41.2 m A/W（366 nm）,紫外/可见光拒绝比达2×10~4。另外,正入射探测模式下在300 nm处的响应度为360 m A/W。
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