研究目的
研究采用n型硅纳米线阵列与非晶TiO2溶胶-凝胶制备的异质结构的紫外-可见光探测性能。
研究成果
该研究展示了利用硅纳米线阵列与非晶态TiO2溶胶-凝胶形成的异质结来制备高性能光电探测器。这些器件具有优异的光电探测性能，包括快速响应时间和高响应度，适用于广泛的应用领域。采用非晶态TiO2可替代晶体TiO2，成本更低且性能相当。
研究不足
该研究承认，使用结晶锐钛矿型TiO2的器件比使用非晶态TiO2的器件表现出稍好的性能?；诜蔷琓iO2的器件虽然性能接近锐钛矿型探测器，但其响应度和EQE值略低。
1：实验设计与方法选择
本研究聚焦于利用硅纳米线阵列与非晶TiO2溶胶-凝胶形成的异质结来制备光电探测器。方法包括采用电偶置换化学法制备硅纳米线阵列，以及通过旋涂法沉积非晶态和锐钛矿相TiO2层。
2：样本选择与数据来源
从UniversityWafers购买的电阻率为1–10欧姆·厘米的n型磷掺杂硅晶圆。蚀刻溶液由0.02 M硝酸银(AgNO3)和5 M氢氟酸(HF)水溶液组成。
3：实验设备与材料清单
日立SU 8230超高分辨率场发射扫描电子显微镜、WITec alpha 300显微拉曼系统、布鲁克-AXS D8 Advance X射线衍射仪、日本电子2100 F透射电镜、吉时利2400源表、Newport太阳光模拟器、TRIAX320单色仪、安捷伦DSO-X 3034 A示波器。
4：实验流程与操作步骤
制备过程包括硅片清洗、蚀刻形成纳米线阵列、去除残留银、HBr处理、沉积TiO2层以及制备带金垫的光电探测器器件。
5：数据分析方法
采用连接单色仪的氙灯进行光电流光谱测量，使用斩波器和锁相放大器。响应度通过将每个波长下的光电流除以入射光功率计算得出。
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oscilloscope
Agilent DSO-X 3034 A
Agilent
Monitoring the photoresponse during the on-off cycles
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field emission scanning electron microscope
Hitachi SU 8230
Hitachi
Morphology characterization of the SiNWs and TiO2 films
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micro-Raman system
WITec alpha 300
WITec
Raman peaks collection
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X-ray diffractometer
Bruker-AXS D8 Advance
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transmission electron microscope
JEOL 2100 F
JEOL
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Keithley 2400
Keithley
I-V characteristics curves measurement
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silicon wafer
n-type phosphorous doped
UniversityWafers
Substrate for silicon nanowire arrays fabrication
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Newport
Newport
AM1.5 G illumination at 100 mW.cm?2
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TRIAX320
Photocurrent spectral measurement
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