1 长春理工大学 材料科学与工程学院，吉林 长春 130022
2 光电功能材料教育部工程研究中心，吉林 长春 130022
ZnO宽禁带半导体紫外光电探测器具有稳定性高、成本低等诸多优势，在**、医疗、环境监测等领域具有重要的应用前景。本文采用射频磁控技术在SiO2衬底上制备了ZnO薄膜，在此基础上获得了具有高增益的金属?半导体?金属（MSM）结构的ZnO紫外光电探测器。10 V偏压下，探测器的响应度和外量子效率分别为4.90 A/W和1668%。这是由于光照情况下，半导体与金属界面处的空穴俘获产生高增益所导致的。此外，进一步研究了增益效应、外加偏压和耗尽层宽度对ZnO紫外光电探测器响应度的调控规律与影响机制，为高性能紫外光电探测器的研制与性能调控提供了重要的参考依据。
ZnO 紫外光电探测器 响应度 增益效应 耗尽层 ZnO ultraviolet photodetector responsivity gain effect depletion layer
本文使用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)法在不同切割角的c面蓝宝石衬底上外延氧化镓(β-Ga2O3)单晶薄膜, 揭示了衬底切割角对外延薄膜晶体质量的影响规律。研究表明, 当衬底切割角为6°时, β-Ga2O3外延膜具有较小的X射线摇摆曲线半峰全宽(1.10°)和最小的表面粗糙度(7.7 nm)。在此基础上, 采用光刻、显影、电子束蒸发及剥离工艺制备了金属-半导体-金属结构的日盲紫外光电探测器, 器件的光暗电流比为6.2×106, 248 nm处的峰值响应度为87.12 A/W, 比探测率为3.5×1015 Jones, 带外抑制比为2.36×104, 响应时间为226.2 μs。
超宽禁带半导体 氧化镓薄膜 金属有机物化学气相沉积 日盲紫外光电探测器 切割角 外延 ultra-wide bandgap semiconductor β-Ga2O3 film metal organic chemical vapor deposition solar-blind ultraviolet photodetector off-cut angle epitaxy
光子学报
2021, 50(11): 1123002
长春理工大学 空间光电国家地方联合工程研究中心， 吉林 长春 130022
采用射频磁控溅射方法制备了三明治结构ZnO紫外光电探测器，即在传统金属-半导体-金属(MSM)单层ZnO紫外光电探测器的基础上再铺设一层ZnO薄膜，从而构建三明治器件结构。三明治结构ZnO紫外光电探测器响应度在5 V偏压下达到了0.05 A/W，暗电流为1.44×10-5 A，器件的整体性相比较传统单层ZnO紫外光电探测器得到了明显的改善。这主要归因于金属与半导体接触的耗尽区可以直接吸收入射光，提高了入射光的吸收效率，避免了传统上层电极对入射光的遮蔽作用。
三明治结构 ZnO紫外光电探测器 响应度 sandwich structure ZnO UV photodetectors responsivity
合肥工业大学电子科学与应用物理学院,安徽 合肥 230601
提出一种基于多层PtSe2/TiO2纳米棒(NR)阵列的肖特基结紫外光电探测器。多层PtSe2薄膜和TiO2 NRs分别由化学气相沉积法和水热法制备,通过湿转移法,即可获得具有上下结构的多层PtSe2/TiO2 NRs肖特基结器件。光电测试结果表明,所设计的器件对波长为365 nm的紫外光具有较明显的响应,开关比高达5.5×10 4,响应度和比探测率分别可达57 mA/W和8.36×10 11 Jones。此外,器件在空气环境中非常稳定,在空气中放置5周后,光电流基本没有下降。最后,对单个器件的图像传感特性进行研究,结果表明,PtSe2/TiO2探测器可用作图像传感器,能对简单的紫外图形进行成像。
光电子学 紫外光电探测器 TiO2纳米棒阵列 PtSe2薄膜 图像传感器 光学学报
2020, 40(20): 2025001
1 西北工业大学 电子信息学院, 陕西 西安 710129
2 焦作师范高等专科学校, 河南 焦作 454001
氧化锌基紫外光电探测器较小的开关比和长的响应时间, 制约其在紫外检测中的实际应用。一种简易制备纳米金刚石修饰氧化锌纳米线紫外光电探测器的方法, 纳米金刚石和氧化锌纳米线混合物光电探测器的光电性能比氧化锌光电探测器有明显的提升: 快的响应时间和好的开关比; 优异的光电性能得益于纳米金刚石和纳米线之间的协同效应。这种策略为设计和制备新型光电系统提供了一种可能。
纳米金刚石 协同效应 纳米线 紫外光电探测器 nanodiamond synergistic effect nanowire ultraviolet photodetector 红外与激光工程
2019, 48(1): 0120004
1 西北工业大学 电子信息学院, 陕西 西安 710129
2 焦作师范高等专科学校, 河南 焦作 454001
对于环境检测和高速光通信而言, 高性能紫外光电探测器是关键。利用气相沉积法在无催化剂条件下制备氧化锌纳米线网, 在纳米线网上直接制备光电器件的性能得到了提高。结果显示, 纳米线网光电探测器的光电流为60 ?滋A, 大约是单根纳米线光电器件光电流的15倍。详细讨论纳米线网光电探测器的响应机制发现, 在纳米线网内, 纳米线与纳米线之间的结势垒高度决定了纳米线内部载流子的传输。当紫外光照射纳米线网光电探测器时, 纳米线与纳米线之间结势磊高度的快速变低, 从而提高光电器件的性能。
紫外光电探测器 氧化锌纳米线网 化学气相沉积法 无催化剂 ultraviolet photodetector ZnO nanowires networks CVD catalyst-free 红外与激光工程
2018, 47(11): 1121002
分析并比较了4H-SiC p-i-n紫外光电探测器的电容-电压(C-V)特性 随温度和偏置电压的变化情况,观测到4H-SiC p-i-n结构中的深能级缺陷。结果表明：由于近零偏压时探测器i型层已处于 耗尽状态,其高频(1 MHz) C-V特性几乎不随反向偏压变化。随着温度升高,被热离化的自由载流子数量增多导 致高频结电容随之增大；探测器的低频(100 kHz)结电容比高频结电容具有更强的电压和温度依赖性,原因在于被深能级缺陷俘获的载流 子随反向偏压增大或随温度升高而被离化,从而对结电容产生影响。
光电子学 p-i-n紫外光电探测器 电容-电压 深能级缺陷 optoelectronics 4H-SiC 4H-SiC p-i-n ultraviolet photodetector capacitance-voltage deep-level defect
介绍了4H-SiC材料用于高温、低电平紫外光电检测的优点,回顾总结了近年来4H-SiC基紫外 光电探测器的研究进展,分析了改善4H-SiC基紫外光电探测器性能参数如降低暗电流、提高光电响应 度等可采用的各种技术手段,探讨了4H-SiC基紫外光电探测器的发展趋势。
光电子学 紫外光电探测器 optoelectronics 4H-SiC 4H-SiC UV photodetector
1 厦门大学物理系,福建 厦门 361005
2 福建省半导体材料及应用重点实验室,福建 厦门 361005
3 厦门大学萨本栋微纳米技术研究中心,福建 厦门 361005
利用光电流谱法研究了300 K到60 K温度范围内的p-i-n结构4H-SiC紫外 光电探测器的暗电流及相对光谱响应特性。 研究发现随着温度的降低,探测器的暗电流和相对光谱响应都逐渐减小;而且,反向偏压越高,暗电流减小的速率越大。 在零偏压下,随着温度的降低,器件的相对光谱响应的峰值波长先向短波方向移动,后向长波方向移动,在60 K时移 至282 nm附近;同时观察到探测器的相对光谱响应范围略有缩小。此外,我们对器件p、i、n各层产生的光电流随温 度变化的机理进行讨论,提出了通过减少i层缺陷和适当减小n层掺杂浓度的方式来提高器件的相对光谱响应。
光电子学 p-i-n紫外光电探测器 温度特性 光电特性 optoelectronics 4H-SiC 4H-SiC p-i-n UV photodetector temperature dependence photoelectric properties
