一、立方相GaN的持续光电导（论文文献综述）
朱勇学[1]（2021）在《高性能ZnMgO紫外探测器的设计、制备和特性研究》文中指出近年来,紫外探测技术在火焰探测、导弹制导、保密通信等军民领域展现出巨大应用潜力。ZnO作为直接带隙宽禁带（3.37 eV）半导体材料,通过Mg的掺入可实现禁带宽度从3.3 e V到7.8 e V可调的ZnMgO合金。由于其优异的光电性能,被认为是制备日盲以及可见盲紫外探测器最理想的材料之一。经过多年的发展,ZnMgO基紫外探测器已经取得了一系列重要的研究成果。然而为了满足实际应用过程中对探测器高稳定性、低能耗、高响应度等要求,现阶段的ZnMgO紫外探测器其综合性能还有很大的提升空间。需要进一步提高现有器件的响应度、降低暗电流、提高响应速度、改善光谱响应特性等。本文从调控薄膜表面缺陷状态、改善薄膜晶体质量、设计器件能带结构和电学性质等方面着手,有效实现了ZnMgO基紫外探测器件综合性能的提高,具体工作如下:1、通过双氧水溶液处理调控了薄膜表面的缺陷状态,有效提高了ZnMgO紫外探测器的综合性能,为改善氧化物半导体器件性能提供了一种简单高效的方法。经双氧水处理后,器件的暗电流降低了一个数量级,真空下响应速度由大于10 h减小到少于1 s,器件性能对气氛的敏感性被有效降低。由薄膜的PL测试结果以及不同气氛下器件的I-t曲线可以推测出,这些变化源于双氧水处理有效地去除了薄膜表面的氧空位缺陷。2、利用AlN作为缓冲层改善了高Mg组分ZnMgO薄膜的晶体质量,全面提高了其对应的深紫外波段光电探测器的综合性能,为提高ZnMgO材料质量及器件性能提供了一种新途径。缓冲层工艺可以有效改善外延生长高Mg组分ZnMgO薄膜的晶体质量。AlN作为缓冲层,具有比其上有源层更宽的带隙,可以避免在UVA波段带来额外的光响应,同时其超高的电阻率,可进一步降低器件的暗电流。与直接生长在c-Al2O3衬底上的器件相比,暗电流降低了约一个数量级,空气下90-10%下降时间由～660 ms减小到～80 ms。此外,主要的光响应参数,如峰值响应度、紫外-可见光抑制比和响应截止边,都有一定程度地提高和改善。3、通过提高有源层的晶体质量和电导率,优化器件的能带结构,制备了高性能的p-GaN/n-ZnMgO异质结自供能紫外探测器。相对于已报道的工作,本文一方面利用MBE在制备掺杂半导体上的优势,生长了电学性能和晶体质量更优的p-GaN,以减小器件中的串联电阻;另一方面采用带隙更宽的ZnMgO替代ZnO作为n型层,相对于GaN（3.40 eV）,本文生长的ZnMgO（3.51 eV）具有更大的禁带宽度,可使大部分紫外光更有效地到达空间电荷区,提升光电流。由此制备的p-GaN/n-ZnMgO异质结自供能探测器响应半峰宽仅为14 nm,0V下峰值响应度达到196 m A/W,10-90%的上升时间为1.7 ms,90-10%的下降时间为3.3 ms。其综合性能在同类器件中处于领先水平。
支钰崧[2]（2021）在《氧化镓薄膜及日盲紫外阵列传感器件研究》文中进行了进一步梳理随着半导体技术的发展,宽禁带半导体以其较大的禁带宽度、较高的击穿场强、更高的电子饱和速率和更低的能量损耗而逐渐被应用于半导体照明、电力电子器件和紫外光电子器件等领域。其中氧化镓作为一种新型宽禁带半导体材料也在近几年受到了越来越多研究人员的关注。氧化镓的带隙宽度约为4.9 eV,其吸收边位于270 nm附近,因此对日盲区（200～280nm）波段的紫外辐射有着良好的光电响应,是一种很好的制备日盲紫外光电传感器的半导体材料。随着研究的逐渐深入,人们也希望逐渐将这种新型日盲紫外光电传感器逐渐应用到紫外成像、遥感监测、光源追踪等领域,因此多像素、集成化、小型化的氧化镓传感器阵列正逐渐成为人们的研究热点,然而目前关于氧化镓探测器阵列这方面的研究尚处于起步阶段。因此,制备具有较好光电传感性能的氧化镓薄膜,并在此基础上逐步制备出较大像素、不同类型、多种用途的阵列探测器的相关工艺需要进一步的研究。本论文主要采用金属有机化学气相沉积和脉冲激光沉积两种薄膜制备技术生长了氧化镓薄膜,通过微加工制备了不同结构的氧化镓日盲紫外传感器阵列,并对后续探测器阵列的工艺及材料选择进行了一定的探索。具体工作如下:（1）先后沉积了非故意掺杂的氧化镓薄膜和硅掺杂的氧化镓薄膜,并分别测试了两者对应的光电响应性能。测试发现,纯氧化镓薄膜具有较好的光电响应速度（τd～38ms）、较好的线性度和适中的响应度（10 V下约17 A/W）。掺硅的氧化镓薄膜则具有较大的光电流、响应度和较好的线性关系。此外,我们还研究了沉积掺锡氧化镓薄膜过程中生长条件对晶体结构和表面形貌的影响,发现薄膜晶体结构随着锡浓度的升高可能按照ε相→+β混合相→β相的规律逐渐转变,真空条件下薄膜的表面呈纳米线形状,氧压条件下薄膜表面比较平整,更适合用来微加工制备二维面列结构的探测器阵列。（2）在两英寸氧化镓薄膜上制备了非对称叉指电极结构的氧化镓日盲紫外探测器阵列。测试发现:该器件对254 nm的紫外辐照具有明显的响应,其254nm/365 nm的响应抑制比～104。此外器件具有一定的自供电效应,在-10 V时,器件的响应度为0.3 A/W,光暗比高达为107;在0V时,器件具有更快的响应时间（τr/τd～0.29/0.05 s）。所有器件光响应性能的均一性较好。分析发现该器件的自供电效应可能来源于肖特基结中内建电场对非平衡载流子的分离和驱动作用。（3）设计并制备了16×4的一维长线列结构的氧化镓探测器阵列,测试发现:该器件的光暗比高达3.06×107,器件在10 V偏压下的响应度高至243.66 A/W,响应时间约为0.05 s,器件在各个偏压和光强条件下均具有良好的光电响应特性。此外我们发现该线列探测器各探测元的光电响应性能都具有较好的均一性。（4）先后设计并制备了两种电极结构（对称叉指和非对称叉指）的多像素阵列探测器,探索了所需的制备工艺并测试了器件的相关光电性能。研究了 BaTiO3/Ga2O3和In2O3/Ga2O3异质结这两种异质结的能带匹配,测试发现两种异质结均为嵌套型Ⅰ型异质结,说明BaTiO3和In2O3薄膜都可能可以作为势垒过渡层改善氧化镓和金属之间的欧姆接触。
张腾[3]（2021）在《新型宽禁带氧化物半导体薄膜制备及其紫外光电探测器探索》文中提出基于第三代宽禁带氧化物半导体材料的新型紫外光探测器因量子效率高、滤光结构简单、成本低廉且热稳定性好,被学术界和产业界广泛关注。当前,宽禁带氧化物半导体材料的研发处于起步阶段,许多核心科学问题尚待解决,例如:可控的p型掺杂、能带工程、缺陷和载流子调控等。利用等价离子掺杂形成合金是实现氧化物半导体材料物性调控的有效方式,但面临相偏析、晶格畸变和掺杂元素固溶度有限等难题。此外,氧空位缺陷作为氧化物半导体材料中不可避免的本征缺陷,对材料和器件性能具有显着影响,如何实现氧空位缺陷的有效调控是实现其器件应用的关键。ZnO和Ga2O3作为典型的宽禁带氧化物半导体,是紫外探测领域的热门材料。本文针对ZnO和Ga2O3研究领域中存在的共性科学问题开展创新性研究,发展了新型ZnO基四元合金材料,研究了生长工艺对ZnO四元合金和Ga2O3薄膜材料结构和光电性能的调控规律,探索了不同器件结构的ZnO合金基、Ga2O3基以及ZnO合金/Ga2O3异质结型紫外光探测器。主要研究内容和结果如下:1、采用脉冲激光沉积（PLD）技术制备了不同晶面取向（极性c面和非极性m面）的Be MgZnO合金外延薄膜,并构筑了Au/BeMgZnO/Au平面结构的合金基光电导型紫外光探测器。所制备的c-和m-BeMgZnO合金薄膜均为单相六角纤锌矿结构,且均具有较好的面内/外取向度。c-BeMgZnO薄膜具有更宽的光学带隙（～4.2 e V）,这主要归因于薄膜中Be含量更高。与制备的纯ZnO紫外光探测器相比,BeMgZnO合金基紫外光探测器的持续光电导效应得到明显抑制,这主要归因于Be-Mg共掺导致BeMgZnO合金中氧空位缺陷相关的陷阱中心减少。在5 V偏压下,c-BeMgZnO器件的暗电流低至19.5 p A、上升/回复时间为2.81 s/0.22 s,m-BeMgZnO器件对280 nm波长光的响应度为135 m A/W,两种取向薄膜器件紫外/可见抑制比均可达103、响应波段为200 nm-350 nm。源于非极性m面合金薄膜内部存在的沿c-轴自发极化电场,m-BeMgZnO器件在0 V偏压下表现出自驱动光响应特性。正由于此自发极化电场与外加电场产生的叠加效应,m-BeMgZnO器件在外加偏压下表现出比c-BeMgZnO器件更高的光响应度。然而,c-BeMgZnO器件的回复速度比m-BeMgZnO器件更快,这主要是因为制备的c-BeMgZnO薄膜晶粒较小、晶界较多,晶界处的缺陷充当复合中心提高了光生载流子的复合效率。2、基于复合取代ZnO四元合金中两种掺杂离子尺寸大小的互补偿效应有利于减小晶格畸变、改善晶体质量的思路,本工作提出发展新型BeCdZnO四元合金半导体材料。采用PLD技术率先制备了BeCdZnO四元合金薄膜,研究了生长氧压对合金薄膜结构、表面形貌、成分和光学带隙的调控作用。研究表明,Be和Cd的掺入并未改变ZnO的晶格结构,所制备的合金薄膜表面平整光滑、表面粗造度低于0.5 nm,合金薄膜的光学带隙调节范围为3.3 e V-3.52 e V。随着生长氧压的提高,合金薄膜中Be和Cd元素含量降低、O元素含量上升,薄膜晶体质量变得更好,暗示富氧条件下生长的合金薄膜中氧空位缺陷减少。随后,开发了Al/BeCdZnO/Al平面结构合金基光电导型紫外光探测器。研究表明,随着生长氧压的提高和合金薄膜结晶质量的改善,器件的暗电流从1.79 n A降低至16.2 p A、回复时间从14.46 s减少至3.42 s,其根本原因在于薄膜中氧空位缺陷减少导致了本征载流子浓度降低和陷阱中心减少。3、受到BeMgZnO和BeCdZnO四元合金的启发,本工作设计了新型BeCaZnO四元合金半导体材料。采用PLD方法成功制备了BeCaZnO四元合金薄膜,并基于合金薄膜构建了平面结构的光电导型紫外光探测器,研究了生长温度对合金薄膜材料及器件性能的影响。结果表明,在525℃衬底温度下制备的合金薄膜结晶质量最优,合金薄膜的光学带隙在3.3 e V-3.62 e V范围可调。在5 V偏压下,BeCaZnO器件的暗电流为0.49 n A,光响应度达0.34 A/W@330 nm,相应的探测率为1.53×1011Jones,响应波长范围为200 nm-380 nm。与同类型的纯ZnO薄膜基器件相比,BeCaZnO合金紫外光探测器的暗电流明显降低（从m A降至n A）、响应速度也更快,但仍可观察到明显的持续光电导效应,这可能源于BeCaZnO合金薄膜中存在的深能级陷阱中心降低了载流子复合效率。4、基于Ga2O3半导体材料中新近发现的电致阻变效应,本工作率先尝试利用电致阻变效应调控Ga2O3基紫外光探测器性能。分别采用磁控溅射（MS）和PLD技术在（100）取向Nb:SrTiO3（NSTO）衬底上制备了Ga2O3薄膜,并构筑了Pt/Ga2O3/NSTO/In垂直结构的肖特基型高性能紫外光探测器。重点研究了器件的自驱动紫外光探测性能和阻变特性,揭示了器件的阻变机理以及阻变效应对紫外光探测器性能的调控机制。研究表明:（1）MS方法沉积薄膜速率更快、但制备的薄膜中O/Ga原子比更低,暗示MS方法生长过程中易造成Ga2O3薄膜内部的氧缺失、形成更多氧空位缺陷。同时,MS方法制备的Ga2O3薄膜表现为多晶态,而PLD制备薄膜沿（400）晶面择优取向生长,基于前者薄膜开发的器件暗电流更大、导电性更好,进一步佐证了MS方法制备的Ga2O3薄膜氧空位缺陷更多（即背景载流子浓度更高）;（2）利用器件中Pt/Ga2O3界面形成的肖特基内建电场对光生载流子进行高效分离,获得了优异的自驱动日盲紫外光探测性能。在0 V偏压下,器件表现出较快的光响应速度（tr/td=0.05 s/0.1 s）和较低的暗电流(Idark=10 p A),峰值响应度R240 nm达65.7 m A/W,相应的探测率为4×1011 Jones;（3）在-5 V和+3 V脉冲电压（脉冲时间10 ms）交替切换下,器件显示出稳定的电致阻变效应,高/低阻值比高达104,高/低阻态均具有很好的保持性（超过104 s阻值无明显变化）,并可实现多级阻态的自由调制。分析得出,器件中氧空位陷阱中心对电注入载流子捕获/释放引起的肖特基势垒调控作用是器件电致阻变效应的物理机制;（4）通过控制脉冲电压的极性和幅值,可实现Pt/Ga2O3/NSTO/In紫外光探测器的暗电流从～4.9 n A至～5 p A、光/暗电流比从2.0至1.23×103、探测率从8.71×109Jones至3.42×1011Jones的有效自由调控,这为紫外光探测器性能的调控提供了新的技术路径。5、为了充分利用半导体结效应提升探测器性能,本工作设计并成功开发了新型Be ZnOS/Ga2O3异质结紫外光探测器,通过优化器件结构获得了优异的自驱动双波段紫外光探测性能。结果表明,Be ZnOS合金半导体与Ga2O3半导体的接触界面形成Ⅱ型能带配置,Be ZnOS/Ga2O3异质结内建电场促使光生载流子高效分离和传输,是器件获得优异自驱动光响应特性的主要来源。分析发现,Be ZnOS/Ga2O3异质结型紫外光探测器具有双波段探测能力,峰值光响应波长分别位于240 nm和350 nm。与Al/Be ZnOS/Ga2O3/Au器件相比,Pt/Be ZnOS/Ga2O3/Al器件显示出更优的自驱动紫外光探测性能:在0 V偏压下,器件的暗电流低至2.0 p A、对波长240 nm光响应度可达23.5 m A/W、光响应时间tr/td为0.09 s/0.1 s、探测率D*为2.3×1011Jones,这主要得益于Be ZnOS/Ga2O3异质结和Pt/Be ZnOS肖特基结的双结耦合增强效应。
吴忧[4]（2020）在《基于微纳结构的GaN基材料生长及探测器研究》文中研究表明GaN基材料是第三代半导体材料的典型代表之一,是直接宽禁带材料,具有优异的光电特性和良好的稳定性,是制备高频高温高压大功率器件和高性能光电器件的优选材料。然而目前GaN基紫外光电器件性能仍然不理想,制约器件性能的主要原因包括材料结晶质量差,p型掺杂困难等。对于GaN基探测器性能提升的技术路线主要分为材料生长优化和器件设计两个方面,本论文围绕器件设计的技术路线,展开对基于GaN基新型高性能、多功能化的光电探测器研究。本论文探索了利用低维微纳结构提高GaN基紫外光电探测器性能的新方法。研究内容主要分为三个部分:第一部分是基于金属等离激元,利用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）原位制备Al等离激元纳米颗粒并实现对Al GaN基紫外探测器性能提升。第二部分是自组织GaN量子点生长与石墨烯复合结构高效探测器研究。第三部分为GaN紫外/MoS2可见光双色探测器研究。本论文的主要研究成果如下:1、基于MOCVD生长动力学原理和第一性原理计算,提出并实现了Al等离激元纳米颗粒的MOCVD原位生长,有效提升Al GaN基紫外探测器光电响应特性。作为有效增强紫外光电器件的等离激元材料,目前金属Al纳米颗粒的制备方法均为异位制备,本论文则从生长原理和理论计算出发,提出并实现了Al等离激元纳米颗粒的原位制备。采用MOCVD方法,在Al GaN外延层生长完成后,通过Al有机金属源（TMAl）的方式,实现Al纳米颗粒的原位制备,并应用于Al GaN基紫外光电探测器,显着提高了器件的响应特性,实现了Al GaN基探测器响应度最高超过9倍的提升,并对原位Al等离激元的生长机理以及器件增益机理进行分析研究。2、实现了自组织GaN量子点生长,并将化学气相沉积（CVD）生长的石墨烯转移至GaN量子点表面形成复合结构探测器,实现高效光探测。利用液滴外延法实现了GaN量子点结构的MOCVD生长,对量子点样品的表面形貌、成分以及发光特性等进行研究,分析了量子点形成机理和生长演变规律。并研制了GaN量子点/石墨烯复合结构的光电探测器,通过将化学气相沉积生长得到的石墨烯材料转移到GaN量子点/Al N材料上,得到零维/二维的新型光电探测器,器件在10 V偏压下最高响应度达9.36 A/W。3、通过在GaN衬底上生长高质量的MoS2材料,实现了GaN基紫外探测器和MoS2基可见光双色探测器的单片集成。利用化学气相沉积生长方法在与MoS2材料晶格匹配度很高的自支撑GaN衬底上,获得高质量单层MoS2材料,并通过常规的半导体器件工艺实现高性能紫外-可见光双色探测器的单片集成,GaN紫外探测器的峰值响应度达到172.12 A/W,而MoS2可见光检测器的响应度达到17.5 A/W。同时,双色探测器均实现了高光电流增益,高外量子效率,高归一化检测率和低噪声等效功率。
王沙龙[5]（2019）在《氧化锌基光电探测器的设计及功能化应用》文中提出在信息社会,光电探测技术作为光电子信息技术的基础,已成为世界各国高度关注与大力发展的热门方向之一,并在图像传感、火焰监测、环境污染监测、医疗卫生、能源探测等领域得到广泛应用。随着社会发展与科技进步,传统的光电探测器越来越难以满足日益多元化的需求。比如光电子器件正逐渐向柔性可穿戴型发展,而传统光电探测器通常在刚性衬底上制备,与柔性技术兼容性较差;另一方面,紫外探测技术是军事领域中导弹预警和探测常用的技术之一,传统Si基紫外光电探测器需要加装昂贵的滤波片才能实现紫外特定波段的探测,而高性能深紫外特种光电探测器的构筑仍受限于高质量宽禁带半导体材料的合成。氧化锌（ZnO）作为新一代的宽禁带半导体材料,在光电子器件中具有广泛的应用。本学位论文以ZnO为基础,首先构筑了基于ZnO纳米线网络的纤维状全方位光电探测器;此外,通过结合ZnO和CsPbBr3优异的机械性能和光电性能,构筑了柔性宽光谱探测器;通过ZnO和SnO2的合金化,构筑了基于锡酸锌（Zn2SnO4）纳米晶的深紫外探测器,从而实现了对UV-B紫外光的探测,并进一步通过石墨烯复合来提高Zn2SnO4探测器的光电响应性能。主要研究成果如下:（1）ZnO纳米线网络纤维状全方位紫外光电探测器。采用真空抽滤转移法构筑了ZnO纳米线网络探测器,展示了ZnO纳米线网络探测器的高性能（5 V下暗电流为7.73n A,开关比高达3.9×103等）及其在光电成像中的应用;在此基础上,进一步在凯夫拉线上构筑了纤维状柔性紫外探测器。得益于纳米线网络优异的抗拉伸性能,器件在不同角度的弯曲下能够正常工作,且光电流都达到了40μA,展现出了良好的柔性稳定性。同时,在不同角度的入射光下,器件能够表现出一致的响应度,实现了对全方位入射光的无盲点探测。基于ZnO纳米线网络的全方位探测器的构筑为新型柔性、纤维状器件的设计与构筑提供了新思路。（2）ZnO纳米线/CsPbBr3纳米片宽光谱柔性光电探测器。采用室温溶液法合成了厚度8 nm的超薄CsPbBr3纳米片,并通过真空抽滤转移法分别将CsPbBr3纳米片和ZnO纳米线转移到PET衬底上,构筑了柔性光电探测器,实现了对300～550 nm波长范围的光探测。研究发现,在白光光照下,器件在不同弯曲次数下光电流几乎没有变化,展现出优异的柔性稳定性。探究了器件分别在紫外光和可见光光照下的光电性能,在320 nm和532 nm光照下,器件的开关比分别为4.91×104和8.81×103,响应度分别为3.1 A·W-1和0.97 A·W-1。该工作提出的维度构筑策略,在未来智能、可穿戴光电子器件领域有着巨大的应用前景。（3）Zn2SnO4纳米晶深紫外光电探测器。采用液相激光烧蚀法联合水热法制备了Zn2SnO4纳米晶,并且研究了液相激光烧蚀的机理,探究了Zn2SnO4纳米晶的形貌和结构演变过程及其生长机理,从而获得了高结晶性、高纯度的Zn2SnO4纳米晶,并通过离心成膜法构筑了基于Zn2SnO4纳米晶的深紫外探测器。相比于ZnO纳米材料,Zn2SnO4纳米晶的带隙拓宽到3.9 e V,相应器件的响应度峰值位于325 nm,从而实现了对UV-B波段紫外光的探测。Zn2SnO4纳米晶探测器的明暗电流比超过103,并且在10000 s光照循环后仍能保持稳定的光电性能。此外,相比于单水热法合成的Zn2SnO4纳米材料,Zn2SnO4纳米晶探测器的光电流提高了近一倍,且展现出更高的稳定性。ZnO基三元合金氧化物的制备及其紫外光电探测器件的构筑为探测器光谱蓝移提供了新思路。（4）石墨烯调控的Zn2SnO4纳米晶深紫外光电探测器。通过在Zn2SnO4纳米晶探测器中引入石墨烯来提高Zn2SnO4纳米晶探测器的深紫外光电探测性能,实现了对紫外光探测性能的提高。在引入石墨烯之后,Zn2SnO4纳米晶的晶体结构没有发生变化,禁带宽度仍为3.9 e V。然而,石墨烯的引入使器件的光电流从0.31μA提高到0.49μA,响应时间缩短了20倍左右,带宽响应范围从280 Hz提高到1200 Hz。这些结果表明石墨烯能够有效提高器件光电性能,为快速响应光电器件的实现提供了一种可行的策略。
季小欢[6]（2019）在《基于混合结构MgZnO薄膜的高性能日盲紫外探测器的制备及特性研究》文中进行了进一步梳理日盲紫外探测器由于在导弹预警,臭氧层空洞监测,火灾监测,超高速紫外光通信以及安全的紫外无线通讯等领域有着很广泛的应用,它越来越受到人们的关注。相较于其他用于日盲紫外探测器的宽禁带半导体材料,如Ga2O3、AlGaN、SnO2和金刚石等,MgZnO具有更宽的带隙（3.37 eV7.8 eV）调节范围、具有晶格匹配的衬底、资源比较丰富,并且对环境没有污染,因此MgZnO成为制备日盲紫外探测器比较理想的材料。本论文针对日盲紫外探测器光响应度和信号噪声比不够高,响应和恢复速度不够快的问题,通过系统研究混合结构MgZnO薄膜紫外光探测性质,Au/MgZnO/Ga掺杂ZnO/In异质结构和晶体管结构的紫外探测器的器件特性提高MgZnO紫外探测器的性能。本论文所取得的主要成果如下:（1）利用PLD方法在石英衬底上制备不同结构MgZnO薄膜,通过生长条件和源材料含量的变化大范围的改变控MgZnO薄膜的晶体结构,系统性研究MgZnO薄膜的生长结构对其紫外光探测性能的影响,其中以六方相为主含有少量立方相的混合结构MgZnO紫外探测器在25 V偏压下对235 nm的紫外光响应度达到了4.69 A/W,响应时间τr=0.18μs、恢复时间τd1=12.3μs和τd2=0.19 ms。由于器件内部的多级隧穿效应,混合结构MgZnO探测器同时具有高响应度和快的响应速度。（2）制备了Au/MgZnO/Ga掺杂ZnO/In异质结紫外探测器,探究了具有不同厚度Ga掺杂ZnO薄膜的异质结紫外探测器的紫外光探测性质。由于在反向偏压下器件中发生较明显的雪崩击穿效应,Au/MgZnO/Ga掺杂ZnO（30 nm）/In异质结紫外探测器在5V的反偏压下对254 nm紫外光的响应度达到了2.24 A/W。由于器件内部存在较明显的内建电场,Au/MgZnO/Ga掺杂ZnO（20 nm）/In紫外探测器在0 V偏压对日盲紫外光有响应,器件对230 nm紫外光的响应度达到了2.55 mA/W。（3）制备了以MgZnO薄膜为光敏感层和绝缘层,Ga掺杂ZnO薄膜为有源层的场效应晶体管结构紫外探测器。由于晶体管的放大作用,器件在-0.5 V栅电压,3V源漏电压下对254 nm紫外光响应高达0.33 A/W。
李举彬[7]（2019）在《液相激光烧蚀制备氧化钨微纳米结构及其光电性能研究》文中进行了进一步梳理在飞速发展的现代社会,光电技术扮演了至关重要的角色。光电探测器和电致变色器件是被广泛研究的光电信息转换器件,它们分别在导弹制导、通信、监测以及智能窗、显示、军用装备等领域具有可观的应用前景。因此,性能优异并且成本低廉、环境友好的光电材料一直是材料研究领域的热点。氧化钨作为一种过渡金属氧化物半导体材料,由于其较宽的带隙和较高的吸收系数,具有应用于光电探测器的潜力。但是,目前基于氧化钨的光电探测器的研究报道均显示出较差的响应速度。氧化钨还具有独特的电致变色性质,是研究最早、最深入电致变色材料之一。与其他电致变色材料相比,氧化钨具有出色的着色效率和电致变色稳定性,但较慢的响应速度限制了其实际应用。综上所述,具有快响应特性的新型氧化钨光电探测器和电致变色器件亟待研究。本学位论文采用液相激光烧蚀（laser ablation in liquid,LAL）结合溶剂热生长的方法,在溶液中对金属钨靶进行脉冲激光烧蚀,然后将所得溶液进行溶剂热处理,制备了氧化钨及其水合物微纳米颗粒。探究了激光烧蚀时间、反应溶液成分、溶剂热温度和时间等实验参数对产物的影响,阐明了正交相WO3·0.33H2O和单斜相WO3产物的形成和转变机理。研究结果表明延长激光烧蚀时间可显着增加产量。溶剂热温度的升高使产物生长速度加快。产物微观结构和形貌对反应溶液的成分变化较为敏感,通过调控溶液成分实现了从正交相WO3·0.33H2O到无水单斜相WO3的相结构可控制备;并且在不同乙醇/水比例下得到了不规则片、六边形片、长方体棒状、菱形堆叠状和桃核状的一系列形貌,在不同乙醇/双氧水比例下得到了残缺六边形片、六角星柱、堆叠棱台和不规则堆叠状的形貌。将LAL制备的高纯度高结晶度的WO3·0.33H2O和WO3在叉指电极上用离心沉积法制备了组装膜,构筑了氧化钨和氧化钨水合物光电探测器,探究了其光电探测性能。通过退火处理消除了氧化钨的晶体缺陷并改善了薄膜质量,实现了氧化钨光电探测器光响应度和响应速率的提升,响应时间最短可达到5.8 s。将LAL得到的氧化钨胶体溶液采用电泳沉积法在FTO衬底上制备了非晶/晶体复合结构的[WO2（O2）H2O]·1.66H2O纳米颗粒多孔薄膜,构筑了氧化钨水合物电致变色器件,并探究了其电致变色性能。氧化钨水合物特殊的非晶/晶体复合结构和多孔网状结构的协同作用,促进了离子的嵌入抽出,实现了氧化钨水合物薄膜的电致变色性能的提升。得到的氧化钨水合物薄膜的着色和褪色时间分别为7.8 s和1.7 s,可逆性参数值达到96.9%。
宋振杰[8]（2014）在《MgZnO紫外光探测器电路模型及MgZnO/ZnO异质结2DEG量子输运特性研究》文中指出近年来,随着现代光电技术的迅速发展,对光探测系统的灵敏度、响应速度和可靠性等特性提出了更高的要求,光电集成电路（Optoelectronic Integrated Circuit,OEIC）已逐渐成为光电检测系统的发展方向。MgZnO基金属-半导体-金属（MetalSemiconductor-Metal,MSM）紫外探测器作为紫外光探测系统的核心器件之一,建立精确、简单的等效电路模型对于提高电路设计精度和光电集成电路的成功率有着至关重要的作用,有关这方面的研究是当前光通信和光电子器件领域研究的热点课题之一。此外,基于量子阱二维电子气（Two-dimensional Electron Gas,2DEG）的MgZnO/ZnO异质结MSM型探测器凭其高的量子效率、响应速度以及光电集成性逐渐引起了研究人员的关注,但受限于材料研究的不成熟性,相关器件特性仍不理想,因此有必要对MgZnO/ZnO异质结2DEG量子输运特性作进一步研究。论文主要工作如下:1.从基本的半导体物理方程出发,考虑器件结构特性的影响,建立了适于描述MgZnO基MSM紫外探测器稳态和瞬态特性的半物理半经验等效电路模型。在此基础上,研究了探测器内部光电导增益和入射光能量对器件输出特性的影响。研究结果表明,MgZnO MSM紫外探测器内部光电导增益会引起持续光电导效应,给探测器的响应速度带来较大的负面影响;当入射光能量超过一定的阈值能量后,高频、高功率下的电荷存储效应会导致探测器输出脉冲展宽,因此需要折衷考虑入射光能量和器件的外偏置电压以使此种效应的影响最小,进而促进探测器在高频、大功率方面的应用。2.在对MgZnO/ZnO异质结界面极化电荷散射研究的基础上,结合界面粗糙散射,提出了一种新的散射机制——极化粗糙散射（Polarization Roughness Scattering,PRS）,并很好地解释了低温下MgZnO/ZnO异质结中载流子迁移率随2DEG密度的变化规律。研究表明,MgZnO/ZnO异质结界面处的极化电荷不仅诱导产生载流子、提供限制势,而且由于其位置的波动会对载流子产生散射作用。当2DEG密度超过1.0e11cm-2时,PRS显着降低了2DEG低温迁移率。为了降低PRS的影响,可以从异质结材料生长工艺的角度提高异质结界面质量或考虑将2DEG与极化电荷在空间位置上进行分离,进而提高MgZnO/ZnO异质结MSM型紫外探测器的性能。论文工作为设计高性能MgZnO基紫外探测器提供了一定的参考。
王立伟[9]（2014）在《III-V族半导体材料的电化学C-V表征及GaN基光导器件的持续光电导研究》文中研究指明III-V族直接带隙半导体化合物在光电探测器领域具有非常广泛的应用。由于GaN基宽禁带半导体材料具有化学性质稳定、直接带隙及带隙可调范围大等特点，使其在高功率、高频电子器件以及发光器件、紫外探测器方面具有广阔的应用范围。同时，由于GaN基紫外光电探测器在小于365nm紫外波段具有锐利可调的截止响应特性，响应波长范围可以从365nm（禁带宽度3.4eV的GaN）变到200nm （禁带宽度6.2eV的AlN），具有在不受长波长辐射的影响下探测日盲区（240-280nm）的特性，因而成为紫外探测器的重要发展方向。但是GaN基薄膜材料由于存在着高浓度的深能级缺陷，导致由其制成的光导器件中存在着持续光电导现象，阻碍了GaN基光导器件的实际应用。另外，在用于短波红外探测器的材料中，由于InGaAs材料具有良好的材料特性和成熟的外延工艺，使得InP基InGaAs材料在红外探测器中得到广泛的应用。半导体材料的载流子浓度是决定半导体器件性能的关键性因素之一，本文先对III-V族半导体材料中应用十分广泛的InP基材料和GaN基材料的载流子浓度纵向分布进行了电化学C-V测试；然后针对GaN基光导器件中存在的持续光电导现象，设计了GaN基超晶格材料结构，制备了GaN基日盲紫外超晶格光导器件，并对其持续光电导现象进行了深入研究。首先，对InP基材料和GaN基材料载流子浓度的纵向分布进行了电化学C-V表征，发现电化学C-V方法在对多层材料的载流子浓度纵向分布进行分析时，所测的每一层厚度与设计值有所偏差，并且当载流子浓度纵向分布由高至低梯度变化时，所测得载流子浓度与设计值有较大差异。为了准确表征多层材料的载流子浓度及其每一层的厚度，可以用扫描电容显微镜和扫描开尔文探针显微镜对多层材料的载流子浓度及其每一层的厚度进行表征，可以准确得到每一层的厚度，但是只能得到载流子浓度的数量级；因此本文在对高载流子浓度的表层测试完后，手动腐蚀掉表层，再进行电化学C-V测试，得到了每一层的载流子浓度，最后实现了对半导体材料载流子浓度纵向分布的较为准确的测试。其次，对GaN基光导器件的持续光电导现象产生机制及其国内外研究现状进行了调研，并设计了GaN基超晶格材料结构，超晶格材料中两种不同Al组分AlxGa1-xN交替生长，针对日盲波段（240-280nm）设计的Al组分x分别为0.65和0.42，每一层厚度为5nm，总共20个周期。对该GaN基超晶格材料进行透射光谱测试，其吸收边位于日盲波段，符合设计要求。最后，制备了GaN基日盲紫外超晶格光导器件，对该光导器件持续光电导的电场效应和热效应进行了深入研究。对该光导器件的响应光谱进了测试和分析，发现该光导器件在日盲波段（240-280nm）响应率较大，在245nm处响应率最大；对该光导器件的持续光电导的电场效应进行了测试和分析，发现在光导器件持续光电导衰减过程中，对其加一个高偏压，会使电流降到一个比初始电流还低的值。在一定范围内，所加偏压越高，时间越长，电流降得越低；对该光导器件的持续光电导的温度效应进行了测试和分析，发现温度越高，持续光电导衰减得越快。
谢修华[10]（2014）在《MgZnO异质结紫外光电探测器件的制备与内增益特性研究》文中提出MgZnO薄膜具有带隙可调范围宽（3.3eV至7.8eV可调），外延生长温度低，抗辐射能力强及其它优良的紫外光电性能，近年来成为了紫外探测领域的研究热点之一。然而，目前高Mg组分MgZnO基紫外光电探测器面临着量子效率较低及缺少可控内增益过程的发展难题。本论文针对这一难题，在分析其物理原因基础之上，开展了高Mg组分立方MgZnO薄膜n型掺杂、Si（111）衬底单一立方相MgZnO薄膜外延生长、梯度带隙立方MgZnO/p-Si异质结紫外光电探测器件制备等工作，并对材料特点及器件性能进行了研究，主要研究工作如下：一、针对带隙处于日盲区的立方MgZnO薄膜电阻率过高而使得光生载流子在弱的内建电场强度下不易分离的难题，提出带隙展宽施主型缺陷能级深化，使得材料载流子浓度过低的推断，选用Ga作为n型掺杂源，成功获得电阻率相对较低的立方MgZnO薄膜。在此基础上制备了肖特基MSM型MgZnO日盲紫外探测器，并对器件的性能进行了测试和分析；二、利用低压金属有机气相沉积（LP-MOCVD），开展了Si（111）衬底外延生长单一立方相MgZnO薄膜的工作。MgZnO合金能带调节中导带及价带移动幅度差较大，可使得梯度带隙MgZnO中电子受到附加准电场，更易碰撞离化，结合这一物理思想，制备了光伏型单层梯度带隙n-MgZnO/p-Si异质结日盲紫外探测器，对器件光生载流子倍增的过程进行了研究；三、利用等离子体辅助的分子束外延（RFPAMBE）设备，通过周期性改变Zn源束流，获得了界面陡峭的多层梯度带隙MgZnO/p-Si异质结日盲紫外探测器，器件具有较好的日盲波段敏感性，响应峰值在250nm附近，响应度随偏压的增加呈现出由于载流子倍增而造成的非线性增长特点。
二、立方相GaN的持续光电导（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、立方相GaN的持续光电导（论文提纲范文）
（1）高性能ZnMgO紫外探测器的设计、制备和特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1 章 绪论 |
| 1.1 紫外辐射与紫外探测技术介绍 |
| 1.1.1 紫外辐射及其分类 |
| 1.1.2 半导体紫外探测器及其主要参数 |
| 1.1.3 各类型半导体紫外探测器 |
| 1.2 ZnMgO材料的基本性质 |
| 1.3 ZnO和 ZnMgO紫外探测器件的研究进展 |
| 1.4 本论文的选题依据及研究内容 |
| 第2 章 ZnMgO薄膜及其紫外探测器的制备方法与表征手段 |
| 2.1 ZnMgO薄膜制备方法简介 |
| 2.2.1 分子束外延(Molecular Beam Epitaxy) |
| 2.2.2 金属有机物化学气相沉积(Metal OrganicChemical Vapor Deposition) |
| 2.2 ZnMgO基紫外探测器件的制备 |
| 2.2.1 光刻工艺介绍 |
| 2.2.2 电极制备方法简介 |
| 2.3 薄膜性质表征方法介绍 |
| 2.3.1 透射吸收曲线 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.3 X射线衍射谱(XRD) |
| 2.3.4 光致发光谱(PL) |
| 2.3.5 霍尔效应 |
| 2.4 紫外探测器件性能测试方法介绍 |
| 2.4.1 电流电压(I-V)特性曲线 |
| 2.4.2 光谱响应特性 |
| 2.4.3 瞬态响应特性(I-t) |
| 2.5 本章小结 |
| 第3 章 双氧水溶液处理对ZnMgO紫外探测器性能改善研究 |
| 3.1 a面蓝宝石上生长ZnMgO薄膜及其MSM结构紫外探测器制备 |
| 3.2 双氧水溶液处理对ZnMgO材料性质的影响 |
| 3.3 双氧水溶液处理对ZnMgO紫外探测器性能影响及机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Al N缓冲层对外延生长ZnMgO薄膜及其紫外探测器性能的影响 |
| 4.1 AlN缓冲层及ZnMgO薄膜的异质外延生长 |
| 4.2 AlN缓冲层对外延生长ZnMgO薄膜的影响 |
| 4.3 AlN缓冲层对ZnMgO紫外探测器性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 p-GaN/n-ZnMgO异质结自供能紫外探测器的制备与特性研究 |
| 5.1 u-GaN衬底上MBE外延生长p-GaN薄膜 |
| 5.2 p-GaN上 ZnMgO薄膜的生长及其表征 |
| 5.3 p-GaN/n-ZnMgO异质结自供能紫外探测器的制备及特性研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6 章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（2）氧化镓薄膜及日盲紫外阵列传感器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氧化镓的基本结构 |
| 1.3 氧化镓的应用领域 |
| 1.3.1 功率半导体器件 |
| 1.3.2 光电子器件 |
| 1.3.3 其他应用 |
| 1.4 日盲紫外探测器简介 |
| 1.4.1 日盲紫外探测器分类 |
| 1.4.2 探测器的性能参数 |
| 1.5 氧化镓基日盲紫外探测器研究进展 |
| 1.5.1 光电导型氧化镓探测器研究进展 |
| 1.5.2 结型氧化镓探测器研究进展 |
| 1.5.3 氧化镓阵列探测器研究进展 |
| 1.6 本论文研究内容与结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 薄膜制备方法及表征测试技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 薄膜的制备方法 |
| 2.2.1 脉冲激光沉积 |
| 2.2.2 金属有机化学气相沉积 |
| 2.2.3 磁控溅射 |
| 2.3 薄膜与器件的表征测试技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 氧化镓薄膜的制备及物性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非故意掺杂氧化镓薄膜的的生长制备及性能研究 |
| 3.2.1 样品制备流程 |
| 3.2.2 非故意掺杂氧化镓薄膜的性能测试分析 |
| 3.3 硅掺杂氧化镓薄膜的生长制备及性能研究 |
| 3.3.1 样品制备流程 |
| 3.3.2 掺硅的氧化镓薄膜性能测试及分析 |
| 3.4 锡掺杂氧化镓薄膜的生长制备研究 |
| 3.4.1 掺锡氧化镓薄膜的生长制备 |
| 3.4.2 掺锡氧化镓薄膜的表征及结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 非对称叉指结构的氧化镓光电探测器性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 氧化镓薄膜生长及平面非对称肖特基结的器件制备 |
| 4.3 薄膜表征及器件性能测试分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 氧化镓薄膜的日盲紫外阵列探测器制备 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 氧化镓薄膜线列探测器的制备及性能研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 氧化镓薄膜阵列探测器的后续工艺探索 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 氧化镓二维面列探测器的器件设计制备及性能研究 |
| 6.3 氧化镓阵列探测器中的材料选择及带隙匹配研究 |
| 6.3.1 钛酸钡和氧化镓异质结的制备及能带偏移 |
| 6.3.2 氧化铟和氧化镓的异质结的制备及能带偏移 |
| 6.3.3 异质结带隙匹配结果对比及总结 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果列表 |
| 学术论文 |
| 参加会议 |
（3）新型宽禁带氧化物半导体薄膜制备及其紫外光电探测器探索（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1 章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 半导体光电探测器介绍 |
| 1.2.1 光电探测器的工作机制 |
| 1.2.2 光电探测器的性能指标 |
| 1.2.3 光电探测器的分类 |
| 1.3 宽禁带半导体及其在紫外探测领域的应用 |
| 1.3.1 宽禁带半导体材料介绍 |
| 1.3.2 ZnO基紫外光电探测器研究进展 |
| 1.3.3 Ga_2O_3基紫外光电探测器研究进展 |
| 1.3.4 存在的问题与挑战 |
| 1.4 本文的研究思路及内容 |
| 第2 章 实验制备技术与表征测试方法 |
| 2.1 靶材制备 |
| 2.2 薄膜制备 |
| 2.2.1 磁控溅射 |
| 2.2.2 脉冲激光沉积 |
| 2.2.3 真空热蒸发 |
| 2.3 薄膜表征与测试 |
| 2.3.1 X射线衍射 |
| 2.3.2 X射线光电子能谱 |
| 2.3.3 场发射扫描电子显微镜 |
| 2.3.4 原子力显微镜 |
| 2.3.5 吸收/透射光谱 |
| 2.4 光电探测器性能测试 |
| 2.4.1 光谱响应特性 |
| 2.4.2 电流-电压关系及时间响应特性 |
| 2.4.3 电致阻变特性 |
| 第3 章 新型双阳离子掺杂ZnO四元合金薄膜制备及其光电导型紫外光探测器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 BeMgZnO四元合金薄膜及其紫外光探测器 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 极性 c-面和非极性 m-面BeMgZnO合金薄膜研究 |
| 3.2.3 基于BeMgZnO合金的紫外光探测器研究 |
| 3.3 新型BeCdZnO四元合金薄膜及其紫外光探测器探索 |
| 3.3.1 样品制备 |
| 3.3.2 氧压调控BeCdZnO薄膜结构、成分及性能研究 |
| 3.3.3 基于BeCdZnO合金的紫外光探测器研究 |
| 3.4 新型BeCaZnO四元合金薄膜及其紫外光探测器探索 |
| 3.4.1 样品制备 |
| 3.4.2 生长温度对BeCaZnO薄膜结构、成分及性能的影响 |
| 3.4.3 基于BeCaZnO合金的紫外光探测器研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Ga_2O_3薄膜的PVD制备及其肖特基型紫外光探测器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备与表征 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 样品表征 |
| 4.3 器件性能研究 |
| 4.3.1 Ga_2O_3基肖特基结型紫外光探测器的自驱动光响应 |
| 4.3.2 Pt/Ga_2O_3/NSTO/In器件的电致阻变效应 |
| 4.3.3 阻变调控Pt/Ga_2O_3/NSTO/In器件紫外光响应特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 BeZnOS/Ga_2O_3异质结制备及其紫外光探测器探索 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品制备与表征 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 薄膜表征 |
| 5.3 器件性能研究 |
| 5.3.1 Al/BeZn OS/Ga_2O_3/Au紫外光探测器 |
| 5.3.2 Pt/BeZnOS/Ga_2O_3/Al紫外光探测器 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6 章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（4）基于微纳结构的GaN基材料生长及探测器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 GaN基材料结构参数及材料特性 |
| 1.3 GaN基材料外延生长及探测器类型 |
| 1.3.1 GaN基材料外延生长 |
| 1.3.2 GaN基探测器类型 |
| 1.4 表面等离激元增强GaN基探测器研究进展 |
| 1.5 基于低维结构的新型GaN探测器研究进展 |
| 1.5.1 GaN基量子点材料生长及器件研究进展 |
| 1.5.2 GaN基材料/二维材料复合结构研究进展 |
| 1.6 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 MOCVD外延技术及表征测试方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 MOCVD外延技术 |
| 2.2.1 MOCVD外延设备 |
| 2.2.2 MOCVD生长原理 |
| 2.2.3 MOCVD生长模式 |
| 2.3 GaN基材料表征方法 |
| 2.3.1 X射线衍射技术 |
| 2.3.2 紫外—可见分光光度计 |
| 2.3.3 光致发光光谱 |
| 2.3.4 扫描电子显微镜 |
| 2.3.5 原子力显微镜 |
| 2.3.6 拉曼光谱 |
| 2.3.7 X射线光电子能谱 |
| 2.4 器件制备及测试技术 |
| 2.4.1 光刻技术 |
| 2.4.2 电子束蒸发 |
| 2.4.3 电流-电压测试系统 |
| 2.4.4 响应度测试系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 MOCVD原位生长Al纳米颗粒及探测器研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 AlGaN外延层的MOCVD生长 |
| 3.3 Al等离激元原位生长机理及计算 |
| 3.3.1 生长机理分析 |
| 3.3.2 理论计算 |
| 3.4 MOCVD原位生长Al纳米颗粒生长 |
| 3.4.1 Al纳米结构的MOCVD生长 |
| 3.4.2 原位生长Al样品表面形貌研究 |
| 3.4.3 原位生长Al样品表面成分研究 |
| 3.5 原位生长Al增强AlGaN基紫外光电探测器 |
| 3.5.1 探测器研制 |
| 3.5.2 器件性能测试与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 自组织GaN量子点生长与石墨烯复合结构探测器研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 自组织GaN量子点的MOCVD生长研究 |
| 4.2.1 GaN量子点表面形貌分析 |
| 4.2.2 GaN量子点表面成分及发光性能研究 |
| 4.2.3 高温热退火量子点研究 |
| 4.3 GaN量子点/石墨烯复合结构探测器 |
| 4.3.1 石墨烯的生长与转移 |
| 4.3.2 GaN量子点/石墨烯复合结构探测器研制与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 GaN紫外/MoS_2 可见光双色探测器研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 MoS_2材料生长与表征 |
| 5.2.1 MoS_2材料生长 |
| 5.2.2 MoS_2材料性能研究 |
| 5.3 GaN/MoS_2 单片集成双色探测器研制 |
| 5.4 GaN/MoS_2 单片集成双色探测器测试与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）氧化锌基光电探测器的设计及功能化应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光电探测器的结构 |
| 1.2.1 光导型光电探测器(光敏电阻) |
| 1.2.2 肖特基结型光电探测器 |
| 1.2.3 金属-半导体-金属(MSM)型光电探测器 |
| 1.2.4 p-n/p-i-n结型光电探测器 |
| 1.3 光电探测器的性能参数 |
| 1.3.1 响应度(灵敏度) |
| 1.3.2 外量子效率 |
| 1.3.3 响应时间 |
| 1.3.4 带宽 |
| 1.3.5 噪声等效功率 |
| 1.3.6 探测率/比探测率 |
| 1.4 氧化锌简介 |
| 1.4.1 氧化锌的晶体结构 |
| 1.4.2 氧化锌的光学性质 |
| 1.4.3 氧化锌的电学性质 |
| 1.4.4 氧化锌纳米结构的制备方法 |
| 1.5 氧化锌光电探测器的研究进展 |
| 1.5.1 氧化锌平面结构光电探测器 |
| 1.5.2 氧化锌垂直结构光电探测器 |
| 1.5.3 氧化锌基深紫外光电探测器 |
| 1.5.4 氧化锌柔性光电探测器 |
| 1.6 本论文的主要研究内容 |
| 2 基于氧化锌纳米线网络的纤维状光电探测器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 基于氧化锌纳米线网络纤维状光电探测器的构筑 |
| 2.2.2 表征方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 氧化锌纳米线的表面形貌与微观结构 |
| 2.3.2 氧化锌纳米线网络的转移特性 |
| 2.3.3 氧化锌纳米线网络探测器的光电性能 |
| 2.3.4 基于氧化锌纳米线网络纤维状光电探测器的全方位探测 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 氧化锌/钙钛矿柔性探测器的构筑及其宽光谱响应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 钙钛矿纳米片的合成 |
| 3.2.2 氧化锌/钙钛矿柔性探测器的构筑 |
| 3.2.3 表征方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 氧化锌/钙钛矿的表面形貌和微观结构 |
| 3.3.2 氧化锌纳米线与钙钛矿纳米片的光学性质 |
| 3.3.3 基于氧化锌/钙钛矿组装膜柔性探测器的光电性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 锡酸锌纳米晶的可控制备及其紫外探测性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 锡酸锌纳米晶的合成 |
| 4.2.2 锡酸锌纳米晶紫外探测器的构筑 |
| 4.2.3 表征方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 锡酸锌纳米晶的生长机理 |
| 4.3.2 锡酸锌纳米晶的表面形貌和微观结构 |
| 4.3.3 锡酸锌纳米晶探测器的构筑及其光电性能测试 |
| 4.3.4 不同水热合成方法对探测器性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 石墨烯复合增强锡酸锌紫外探测性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 锡酸锌/石墨烯复合结构的制备 |
| 5.2.2 锡酸锌/石墨烯复合结构紫外探测器的构筑 |
| 5.2.3 表征方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 锡酸锌/石墨烯的微观结构 |
| 5.3.2 锡酸锌/石墨烯的紫外探测性能研究 |
| 5.3.3 石墨烯增强锡酸锌探测器的机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）基于混合结构MgZnO薄膜的高性能日盲紫外探测器的制备及特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 日盲紫外探测器简介与应用 |
| 1.2 半导体日盲紫外探测器的基本原理、分类和性能参数 |
| 1.2.1 日盲紫外探测器的基本原理 |
| 1.2.2 日盲紫外探测器的分类 |
| 1.2.3 日盲紫外探测器的主要性能参数 |
| 1.3 日盲紫外探测器的研究进展 |
| 1.3.1 Ga_2O_3和AlGaN日盲紫外探测器的研究进展 |
| 1.3.2 MgZnO材料与MgZnO紫外探测器的研究进展 |
| 1.3.3 日盲紫外探测器器件结构的研究进展 |
| 1.4 MgZnO日盲紫外探测器的优势及存在的主要问题 |
| 1.4.1 MgZnO日盲紫外探测器的优势 |
| 1.4.2 MgZnO日盲紫外探测器存在的主要问题 |
| 1.5 论文的选题依据和研究内容 |
| 1.5.1 论文的选题依据 |
| 1.5.2 论文的研究内容 |
| 第2章 实验方法与表征手段 |
| 2.1 脉冲激光沉积技术 |
| 2.2 薄膜材料的表征技术 |
| 2.2.1 X射线衍射仪 |
| 2.2.2 紫外-可见透射和吸收光谱 |
| 2.2.3 表面轮廓扫描仪 |
| 2.2.4 扫描电子显微镜 |
| 2.2.5 原子力显微镜 |
| 2.2.6 ET9000 电输运性质测量系统 |
| 2.3 MgZnO日盲紫外探测器的制备与性能测试 |
| 2.3.1 真空热蒸镀沉积系统 |
| 2.3.2 光刻工艺 |
| 2.3.3 光谱响应测试系统 |
| 2.3.4 瞬态响应测试系统 |
| 第3章 混合结构MgZnO薄膜和混相MgZnO紫外探测器的制备与特性研究 |
| 3.1 MgZnO薄膜的制备 |
| 3.2 MgZnO薄膜的性质表征 |
| 3.2.1 不同生长条件下混合结构MgZnO薄膜的特性 |
| 3.2.2 单一立方相MgZnO薄膜的特性 |
| 3.2.3 MgZnO薄膜的特性 |
| 3.3 MgZnO薄膜日盲紫外探测器性能的表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Au/MgZnO/Ga掺杂ZnO/In异质结日盲紫外探测器的制备与特性研究 |
| 4.1 Au/MgZnO/Ga掺杂ZnO/In异质结日盲紫外探测器制备工艺 |
| 4.2 不同沉积时间的Ga掺杂ZnO薄膜及MgZnO薄膜的表征 |
| 4.2.1 不同沉积时间的Ga掺杂ZnO薄膜的厚度 |
| 4.2.2 Ga掺杂Zn O薄膜和MgZnO薄膜的XRD图谱 |
| 4.2.3 Ga掺杂Zn O薄膜和MgZnO薄膜的紫外吸收特性 |
| 4.2.4 Ga掺杂Zn O薄膜的电学性能 |
| 4.3 Au/MgZnO/Ga掺杂ZnO/In异质结日盲紫外探测器的性能表征及机理研究 |
| 4.3.1 不同Ga掺杂Zn O薄膜厚度的Au/MgZnO/Ga掺杂ZnO/In异质结日盲紫外探测器的光暗电流测试 |
| 4.3.2 Au/MgZnO/Ga掺杂ZnO/In异质结日盲紫外探测器的响应度及自供电现象 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Au/MgZnO/Ga掺杂ZnO/In晶体管日盲紫外探测器的特性研究 |
| 5.1 晶体管原理介绍及MgZnO晶体管日盲紫外探测器的结构 |
| 5.2 MgZnO晶体管日盲紫外探测器的性能表征和机理解释 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（7）液相激光烧蚀制备氧化钨微纳米结构及其光电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 氧化钨的结构及性质 |
| 1.1.1 氧化钨的晶体结构 |
| 1.1.2 氧化钨的能带结构 |
| 1.2 氧化钨微纳米结构的制备方法 |
| 1.2.1 气相法 |
| 1.2.2 液相法 |
| 1.3 氧化钨的光电性能及研究进展 |
| 1.3.1 光电探测 |
| 1.3.2 电致变色 |
| 1.4 本论文的选题意义和研究内容 |
| 2 氧化钨微纳米结构的制备 |
| 2.1 液相激光烧蚀法的反应机理 |
| 2.2 实验药品及装置 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验装置 |
| 2.3 氧化钨微纳米结构的制备流程 |
| 2.4 实验结果表征测试 |
| 2.4.1 X射线衍射 |
| 2.4.2 扫描电子显微镜 |
| 2.4.3 透射电子显微镜 |
| 2.4.4 拉曼光谱 |
| 2.4.5 紫外-可见吸收光谱 |
| 3 氧化钨微纳米结构的结构与形貌调控 |
| 3.1 烧蚀时间对氧化钨微纳米结构的影响 |
| 3.2 溶液成分对氧化钨微纳米结构的影响 |
| 3.2.1 乙醇/去离子水比例对氧化钨微纳米结构的影响 |
| 3.2.2 乙醇/双氧水比例对氧化钨微纳米结构的影响 |
| 3.3 溶剂热温度和时间对氧化钨微纳米结构的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 氧化钨光电探测器的性能与优化 |
| 4.1 氧化钨光电探测器的制备 |
| 4.2 氧化钨光电探测器的性能 |
| 4.2.1 WO_3·0.33H_2O的光电探测性能 |
| 4.2.2 WO_3 的光电探测性能 |
| 4.3 氧化钨光电探测器件的性能优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 氧化钨电致变色器件的性能与优化 |
| 5.1 电致变色器件的制备与测试 |
| 5.2 氧化钨水合物电致变色器件的性能 |
| 5.3 氧化钨水合物电致变色器件的性能优化 |
| 5.3.1 氧化钨水合物薄膜制备方法的优化 |
| 5.3.2 优化后的氧化钨水合物电致变色器件性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（8）MgZnO紫外光探测器电路模型及MgZnO/ZnO异质结2DEG量子输运特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 1.4 论文结构与章节安排 |
| 第二章 MgZnO及MgZnO/ZnO异质结材料特性 |
| 2.1 ZnO晶体结构及性质 |
| 2.1.1 ZnO的基本结构 |
| 2.1.2 ZnO的本征缺陷和掺杂 |
| 2.1.3 ZnO的光电性质 |
| 2.2 MgO晶体结构及性质 |
| 2.3 MgZnO及MgZn O/ZnO异质结 |
| 2.3.1 能带工程 |
| 2.3.2 薄膜生长技术 |
| 2.4 MgZnO/ZnO异质结构的极化调制和散射机制 |
| 2.4.1 极化调制 |
| 2.4.2 散射机制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 MgZnO MSM紫外探测器等效电路模型 |
| 3.1 MgZnO紫外探测器 |
| 3.1.1 紫外探测器的基本类型 |
| 3.1.2 紫外探测器的主要参数 |
| 3.2 MgZnO MSM紫外探测器等效电路建模 |
| 3.2.1 光探测器建模技术 |
| 3.2.2 等效电路模型 |
| 3.3 MgZnO MSM紫外探测器输出特性分析 |
| 3.3.1 内部光电导增益的影响 |
| 3.3.2 不同入射光能量下的瞬态特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 MgZnO/ZnO异质结 2DEG量子输运特性研究 |
| 4.1 界面极化电荷对 2DEG低温输运特性的影响 |
| 4.1.1 界面极化电荷的作用 |
| 4.1.2 变分波函数 |
| 4.2 散射率模型 |
| 4.2.1 极化粗糙散射 |
| 4.2.2 背景库仑散射 |
| 4.3 MgZnO/ZnO异质结 2DEG低温输运特性分析 |
| 4.3.1 不同电荷对势阱电子波函数的影响 |
| 4.3.2 极化电荷限制效应分析 |
| 4.3.3 MgZnO/ZnO异质结 2DEG低温迁移率 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）III-V族半导体材料的电化学C-V表征及GaN基光导器件的持续光电导研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 III-V族直接带隙半导体材料概述 |
| 1.2.1 III-V族直接带隙半导体化合物的吸收系数 |
| 1.2.2 InP基InGaAs材料概述 |
| 1.2.3 GaN基材料概述 |
| 1.3 半导体材料载流子浓度的表征方法 |
| 1.4 研究内容及论文的安排 |
| 2 III-V族半导体材料载流子浓度的电化学C-V表征 |
| 2.1 电化学C-V法表征载流子浓度的基本原理 |
| 2.2 InP基材料载流子浓度的电化学C-V表征 |
| 2.2.1 InP基材料载流子浓度的纵向分布分析 |
| 2.2.2 InP基材料载流子浓度的纵向分布修正 |
| 2.3 GaN 基材料载流子浓度纵的电化学C-V表征 |
| 2.3.1 GaN基材料载流子浓度的纵向分布分析 |
| 2.3.2 GaN基材料载流子浓度的纵向分布修正 |
| 2.4 电化学C-V法表征多层材料载流子浓度纵向分布的误差分析 |
| 2.4.1 电化学C-V法表征多层材料载流子浓度的误差分析 |
| 2.4.2 电化学C-V法表征多层材料每一层厚度的误差分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 GaN基光导器件及其超晶格材料的设计 |
| 3.1 半导体光导器件的一般理论 |
| 3.2 GaN基光导器件的持续光电导现象 |
| 3.2.1 GaN基光导器件的持续光电导现象简介 |
| 3.2.2 GaN基光导器件持续光电导现象的研究现状 |
| 3.3 GaN基超晶格材料结构的设计 |
| 3.3.1 超晶格的基本理论 |
| 3.3.2 GaN基超晶格结构设计 |
| 3.4 GaN基超晶格材料的透射光谱测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 GaN基超晶格光导器件的持续光电导现象研究 |
| 4.1 GaN 基超晶格光导器件的制备 |
| 4.1.1 GaN基超晶格光导器件的版图设计 |
| 4.1.2 GaN 基超晶格光导器件的制备工艺 |
| 4.1.3 GaN 基超晶格光导器件的基本测试 |
| 4.2 GaN基超晶格光导器件测试系统的搭建 |
| 4.3 GaN基超晶格光导器件的响应光谱测试 |
| 4.3.1 GaN基超晶格光导器件工作电压的选定 |
| 4.3.2 GaN基超晶格光导器件的响应光谱 |
| 4.4 GaN基超晶格光导器件的持续光电导现象的电场效应 |
| 4.4.1 相同时间不同偏压对光导器件持续光电导的影响 |
| 4.4.2 不同时间相同偏压对光导器件持续光电导的影响 |
| 4.5 GaN基超晶格光导器件的持续光电导现象的热效应 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）MgZnO异质结紫外光电探测器件的制备与内增益特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 紫外辐射与紫外探测简介 |
| 1.2 宽带隙半导体紫外光电探测器 |
| 1.3 MgZnO 材料的特点及其紫外光电探测器的研究进展 |
| 1.4 论文的选题依据及研究内容 |
| 第2章 半导体紫外光电探测器件与物理 |
| 2.1 半导体紫外光电探测器的一般性理论 |
| 2.2 光电导探测器 |
| 2.3 p-n 结型光电探测器 |
| 2.4 肖特基结二极管 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 MgZnO 材料制备和表征方法及紫外探测器的制备和测试系统 |
| 3.1 MgZnO 薄膜的外延生长方法 |
| 3.2 MgZnO 薄膜的表征手段 |
| 3.3 MgZnO 基紫外光电探测器制备工艺 |
| 3.4 MgZnO 基探测器光电性能测试系统 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 MgZnO 薄膜 Ga 掺杂及肖特基型紫外光电探测器的制备与特性 |
| 4.1 立方 MgZnO 薄膜 Ga 掺杂的制备及表征 |
| 4.2 MgZnO 基肖特基结型紫外探测器的实现 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于MgZnO/p-Si异质结光伏型紫外光电探测器的制备与特性 |
| 5.1 Si (111) 衬底上立方 MgZnO 薄膜的制备与表征 |
| 5.2 MgZnO/p-Si 异质结紫外光电探测器 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 梯度带隙 MgZnO/p-Si 异质结紫外光电探测器的制备与特性 |
| 6.1 梯度带隙 MgZnO 的制备及表征 |
| 6.2 梯度带隙 MgZnO/p-Si 异质结紫外探测器 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 指导教师及作者简介 |
| 致谢 |
四、立方相GaN的持续光电导（论文参考文献）
- [1]高性能ZnMgO紫外探测器的设计、制备和特性研究[D]. 朱勇学. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [2]氧化镓薄膜及日盲紫外阵列传感器件研究[D]. 支钰崧. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]新型宽禁带氧化物半导体薄膜制备及其紫外光电探测器探索[D]. 张腾. 湖北大学, 2021(01)
- [4]基于微纳结构的GaN基材料生长及探测器研究[D]. 吴忧. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(01)
- [5]氧化锌基光电探测器的设计及功能化应用[D]. 王沙龙. 南京理工大学, 2019(01)
- [6]基于混合结构MgZnO薄膜的高性能日盲紫外探测器的制备及特性研究[D]. 季小欢. 深圳大学, 2019(01)
- [7]液相激光烧蚀制备氧化钨微纳米结构及其光电性能研究[D]. 李举彬. 南京理工大学, 2019(06)
- [8]MgZnO紫外光探测器电路模型及MgZnO/ZnO异质结2DEG量子输运特性研究[D]. 宋振杰. 西安电子科技大学, 2014(03)
- [9]III-V族半导体材料的电化学C-V表征及GaN基光导器件的持续光电导研究[D]. 王立伟. 中国科学院研究生院（上海技术物理研究所）, 2014(02)
- [10]MgZnO异质结紫外光电探测器件的制备与内增益特性研究[D]. 谢修华. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所), 2014(08)