氧化物纳米结构在紫外探测器件上的应用研究

【摘要】在本论文中,我们利用化学气相沉积法(CVD)制备了氧化镓(Ga203)、氧化锡(Sn02)、氧化锌(ZnO)等金属氧化物纳米结构。并利用“刻划法”这种简易的电极制备方法构筑了相应的紫外探测器件,测试了它们的紫外光电特性。本论文的第一章主要从纳米技术、紫外探测技术、一维纳米结构在紫外探测上的应用等三方面进行了论述。纳米技术主要概述了纳米材料的制备方法,纳米材料的应用,纳米技术的发展。紫外探测技术是近年来发展起来的新型探测技术,在很多方面都得到了广泛的应用。其未来的发展将主要围绕制备出小尺寸、高灵敏度的探测器件,而纳米材料具有的独特性使其成为最佳的选择。最后探讨了金属氧化物一维纳米材料在紫外探测方面的优势。第二章是关于基于氧化镓(Ga203)紫外探测性能的研究。首先采用化学气相反应法(CVD)成功合成了氧化镓纳米线,并使用X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)等仪器表征了合成的氧化镓纳米线。然后通过表征结果探讨了其生长机制。接下来对合成的氧化镓紫外性能进行了研究。先是用”刻划法”构筑了二维平面Au/Ga2O3/Au结构的紫外光电探测原型器件,然后测试合成的氧化镓纳米线的紫外响应。本章研究成果：发展了一种简易、低成本的新型器件制备法“刻划法”,成功构筑了纳米氧化镓基紫外探测器件；测试了该器件的各项光电特性,证实所制备器件仅对波长为254nm的紫外光具有优异的光响应。第三章是关于氧化锡(Sn02)紫外探测性能的研究。首先采用化学气相反应法(CVD)合成了氧化锡纳米线,并通过x-射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)等仪器对合成的氧化锡纳米线形貌进行了表征,探讨了其生长机制。接着,我们利用“刻划法”这种简易的方法制备了紫外探测的原型器件,对合成的氧化锡纳米线超声分散后测试了其紫外光电特性。本章研究成果：利用化学气相沉积法合成出Sn02纳米线；进而采用简易的“刻划法”构筑了纳米Sn02基紫外探测器件,获得了器件的各项性能数据,证实该器件适用于对中紫外光进行探测。第四章是关于氧化锌紫外探测性能的研究。首先采用化学气相反应法合成了四针状氧化锌纳米结构,并通过x-射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)等仪器对四针状氧化锌纳米结构的形貌进行了表征,探讨了其生长机制。接着,我们利用“刻划法”这种简易的方法制备了紫外探测的原型器件,对合成的四针状氧化锌纳米结构超声分散后测试了其紫外光电特性。本章研究成果：在有机柔性衬底上成功构筑了基于纳米ZnO的紫外探测器件；获得了器件的各项光电性能数据,证实所制备的柔性紫外探测器件对λ=365nm的紫外光的响应非常灵敏,可用于对近紫外光的探测。第五章总结了本论文的研究工作,从材料的合成到紫外光电探测器件的构筑,再到器件Ⅰ-Ⅴ及I-T特性的测试。分析器件的紫外光电特性可知我们用简易、低成本法构筑的紫外探测器件有着不错的光电性能。并且不同的氧化物根据其禁带宽度的不同其适用的紫外波段也是不同的。本小组主要通过探测纳米Ga2O3、SnO2、ZnO这三种氧化物的紫外光响应,实现了远紫外、中紫外、近紫外长波段紫外光响应的探测。
【作者】冯喜宁；
【导师】赵建伟；
【作者基本信息】西南大学，凝聚态物理，2014，硕士
【关键词】化学气相沉积；氧化镓；氧化锡；氧化锌；紫外探测器；

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