硒化铋及其复合结构光电子器件的研究

来源 :重庆理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dancy_y
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
以硒化铋(Bi2Se3)为代表的拓扑绝缘体(Topological insulators)是一种具有特殊电子状态的新型半导体材料,最近几年吸引了研究者的广泛关注。目前关于硒化铋材料的研究还主要集中在薄膜生长后的物理性质方面,如生长形状、载流子迁移率以及电子态等,而将薄膜材料应用于光电子器件的研究还处于发展阶段,也是目前的研究热点之一。本论文通过在不同目标衬底上生长了硒化铋薄膜,并制备出具有宽波段探测能力(可见光波段至中红外波段)的光电探测器。首先研究了硒化铋薄膜的可控制备与表征,然后测试并分析了硒化铋/硅异质结光电探测器的光电响应特性,最后研究了硒化铋及其复合结构光电器件的光电性能。主要研究内容有:1、硒化铋薄膜的制备与表征。通过管式炉气相沉积法生长了不同形状的硒化铋薄膜,并调控其气体通量、生长温度和硒化铋源质量来优化材料的成膜环境,从而获得质地均匀的硒化铋薄膜。再通过扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman Spectrometer)、X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、霍尔效应测试仪(Hall effect tester)等设备对硒化铋薄膜的表面形貌和结构进行了表征和简单分析。2、硒化铋/硅异质结光电探测器的制备与性能测试。在刻蚀完成的硅/二氧化硅窗口衬底上直接生长硒化铋薄膜,然后做成硒化铋/硅异质结光电探测器,并对器件在可见光波段到中红外波段的光电响应进行了测试。使用635nm的激光器,调整入射功率为150μW时,响应度和归一化探测率分别为31.13m A/W和5.81×1011Jones。使用1550nm的激光器,当入射功率为100m W时,响应度和归一化探测率分别为1.5×10-4m A/W和1.95×106Jones。使用2700nm的激光器,当入射功率为10m W时,响应度和归一化探测率分别为2.5×10-4m A/W和1.93×106Jones。结果表明,硒化铋/硅异质结探测器在可见光波段的光电响应效果最好,在近红外和中红外波段也有不错的光电响应,因此适合用作宽波段探测。3、最后制做了硒化铋及其复合结构光电探测器。其中制备的硒化铋/微金字塔硅复合结构光电探测器,在635nm波段下测试的响应度为45.5m A/W,归一化探测率约为7.67×1011Jones,比同等条件下的硒化铋/硅光电探测器的光电响应效果要好一些。结果表明:通过在硅基底表面利用湿法刻蚀工艺制作出金字塔微结构,形成复合结构的硅基底能有效增强光吸收,从而提高光电探测性能。
其他文献
轻质多胞吸能结构的研究为车身轻量化和汽车碰撞安全性问题提供了解决方案。相对于传统的等厚度吸能结构,非等厚度或变厚度结构优化了材料的利用率,同时提高了结构的轻量化和耐撞性,是近年来研究的热点。本文采用理论解析、有限元仿真和试验相结合的方法研究了非等厚度铝制多胞吸能结构的吸能及压溃特性,提出并推导了一种平均压溃力理论预测模型。依据某实际特种车改装设计项目的被动安全性防护要求,以某型特种车主动冲撞时的拦
能源是影响国民经济和社会体系的重要物质基础,是影响国家发展权与核心竞争力的关键要素。氢能以其来源广泛,燃烧热值高,清洁无污染等优异特性成为一种理想的能源供应形式。光电催化水分解技术产氢过程清洁无污染,无副产品产生,是一种具有潜力的氢气生产方式。氢气作为光电催化产氢系统的主要产物,对光电催化系统产氢过程氢气浓度及其分布进行在线原位监测,对于认识产氢机理及其过程优化控制都尤为重要。但是目前未见关于封闭
气门油封安装在发动机缸头的气门导管上端,主要是对气门导杆进行密封,其密封性能的好坏直接影响发动机的性能。近几十年来,汽车产业的飞速发展对发动机的性能提出了更高的要求,由此带来的是对气门油封的更高密封性能要求。传统的气门油封一般都是经验设计,且只有当成品出来,才能通过实验检测得到其密封性能,导致开发周期延长,成本升高。随着计算机技术的发展,仿真分析逐渐成为开发设计气门油封的新方法。本文先在Abaqu
齿轮作为工业生产中重要的传动零部件,广泛应用与汽车、船舶、航空航天等领域中。实际工作当中齿轮受到法相正应力与周向切应力复合作用。所以实际服役的齿轮寿命要比最初的设计寿命低,这就会给生产生活带来重大隐患。国内外学者已经对滚动接触疲劳的失效机理做了大量研究,但疲劳损伤是受复杂应力作用产生的,有许多现象还需进一步阐述和验证。目前对齿轮滚动接触疲劳的研究主要集中在硬齿面疲劳损伤上的研究,但对软齿面疲劳损伤
蓄热式工业炉作为对钢锭或钢坯进行锻前加热以及金属热处理的重要设备,在机械领域中扮演着举足轻重的角色。但其具有结构复杂,零部件数目众多,类型繁杂的特点。传统产品设计模式需要对核心零部件进行大量繁琐的计算校核、各类零件三维模型的反复重建及装配、工程图的修改或重新绘制,使得产品设计周期长,增加了企业设计成本,限制了产品快速响应市场的需求。为了提高蓄热式工业炉设计效率,降低设计过程中重复繁琐的工作量,实现
Cu-Cr-Zr系合金因其高强高导性能而被广泛应用于电子、电力、航空、航天、电机制造、焊接工具等领域。该系合金属于析出强化型合金,通过固溶时效处理可以析出弥散分布于合金中的析出相,其析出相对合金综合性能有较大的影响,但由于测试手段、合金元素含量较少等限制,合金中析出的金属间化合物的成分结构等仍存在分歧,且缺乏相关的性质研究。另外,由于稀土元素(Rare Earth,RE)具有净化基体、改善组织的作
由于石油资源有限且价格不断上涨和环境污染等问题日益严峻,纯电动汽车因其具有零污染、零排放、噪声小等特点开始走进大众的视野。整车控制器是纯电动汽车的大脑,它指挥着各级下层控制器的执行工作。驱动控制策略是整车控制策略中最为核心的内容之一,与汽车的动力性、驾驶性等各项性能密切相关,所以要想达到更好的整车性能,制定合理可行的驱动控制策略显得尤为重要。在“人-车-环境”构成的复杂闭环系统中,驾驶人行为对于整
智能车的发展有助于提高道路交通安全,目前面向于智能车已开发出众多高级驾驶辅助系统,并且得到了广泛应用,但这些功能仅适用于简单工况。随着城市化进程不断推进,城市汽车保有量和快速公路里程也不断增加。快速公路中车流量大、车辆驾驶员的行为差异等因素导致快速公路匝道口的行驶环境多变,容易引发交通事故。面对这些复杂环境,目前的高级驾驶辅助系统可能不再适用,这就对智能车提出了更高要求。本文主要针对城市快速公路匝
随着能源行业的不断发展,未来能源的供给及消费形态正在发生变化,对电、热、气等能源统筹规划的重要性凸显。综合能源系统是近年来的研究热点,旨在实现电、热、气等多能源统一规划与优化调度,达到促进可再生能源消纳,提高综合能源利用效率,确保系统高效稳定运行的目的。天然气储气库生产运行期间具有能耗总量高、能耗品种多、多能耦合度高的特点,是天然气的存储环节,同时也是以电能为主的能源消费终端,是综合能源系统的理想
本文以由自主研发的亚稳β钛合金Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Fe(Ti-55531Fe)合金棒材作为研究对象,利用Gleeble-3800热模拟试验机对其进行热压缩试验。综合运用XRD、EBSD、ECC、EDS和硬度测试等多种测试技术对收获态样品、热处理样品以及热压缩试验样品的微观组织和性能进行了细致地表征,系统地研究了双相区热锻Ti-55531Fe合金的微观组织形成原因、冷却速率对其微观