發(fā)布時間：2020-12-12 06:12

　　低維材料的發(fā)展促進了基于新型納米結(jié)構(gòu)的電子與光電子器件的研究。準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體因其一維的載流子輸運通道、較大的表面積-體積比和亞波長的直徑尺寸而展現(xiàn)出獨特的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì),為高增益、高帶寬、偏振敏感、寬波段響應(yīng)的高性能光電探測提供了可能。然而,受高暗電流和弱光耦合的影響,目前準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)光子型探測器的性能依然偏低。尤其是,紅外波段的光電探測性能還有很大提升空間�；�于此,論文開展了基于砷化銦納米線、硫化鎘納米線、硒（硫）化錫納米線和單壁碳納米管等多種準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體光電探測器的研究,探測器的響應(yīng)波段覆蓋了從紫外、可見到中紅外。本工作不但詳細地闡釋了上述準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)探測器中的光電流產(chǎn)生機制,還采用了多種方法進一步優(yōu)化了探測器的性能。具體如下:1.分別制備了由化學(xué)氣相沉積（CVD）方法生長的單根n型CdS納米線和單根p型SnX（X=Se,S）納米線背柵場效應(yīng)晶體管,測得相應(yīng)的光增益分別高達10⁵和10⁴。模擬了納米線的光吸收特性并建立了紫外顯微光電流譜表征方法,證實了該光增益主要來源于由納米線的表面電荷和缺陷引起的光電流增益。進一步以鐵電聚合物P（... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 低維的興起
    1.2 低維與光電
        1.2.1 載流子輸運本質(zhì)
        1.2.2 光電流的產(chǎn)生
        1.2.3 探測器的性能參數(shù)
        1.2.4 Photogating
    1.3 準(zhǔn)一維結(jié)構(gòu)探測器研究進展
        1.3.1 半導(dǎo)體納米線光電探測器概述
        1.3.2 碳納米管探測器研究進展
    1.4 本文主要工作與章節(jié)安排
第二章 增益型單根半導(dǎo)體納米線光電探測器
    2.1 鐵電極化場調(diào)控的單根CdS納米線紫外探測器
        2.1.1 納米線生長與鐵電側(cè)柵器件制備
        2.1.2 探測器光電性能表征
        2.1.3 單根納米線的光吸收特性
        2.1.4 光電流增益分析
    2.2 單根p型 SnX（X=Se,S）納米線探測器
        2.2.1 納米線生長與器件制備
        2.2.2 探測器光電性能表征
        2.2.3 光電流的產(chǎn)生與增益來源
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于可見光輔助的單根InAs納米線紅外探測器
    3.1 研究背景
        3.1.1 InAs納米線光電導(dǎo)研究概述
        3.1.2 負光電導(dǎo)的本質(zhì)
    3.2 砷化銦納米線的光電性質(zhì)
        3.2.1 納米線的合成與器件制備
        3.2.2 光電響應(yīng)特性與可見光輔助
    3.3 可見光輔助探測機理研究
        3.3.1 氣體分子的影響
        3.3.2 溫度的影響
        3.3.3 偏壓的選擇與光電流的產(chǎn)生
        3.3.4 探測機理小結(jié)
    3.4 探測器性能表征
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于單壁碳納米管薄膜的室溫近紅外探測器
    4.1 引言
    4.2 碳管中局域光電響應(yīng)
        4.2.1 SWCNTs的半導(dǎo)體性質(zhì)
        4.2.2 局域光電流的產(chǎn)生
        4.2.3 單壁碳管/石墨炔復(fù)合結(jié)構(gòu)
    4.3 全局光電響應(yīng)的實現(xiàn)
        4.3.1 基于Pd對稱電極的場效應(yīng)晶體管
        4.3.2 SWCNTs/PbS量子點復(fù)合結(jié)構(gòu)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 工作展望
附錄
    附錄A:砷化鎘納米片中的光熱電效應(yīng)
    附錄B:基于黑磷的紅外探測器性能總結(jié)
參考文獻
致謝
作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：2912006