研究目的
基于具有工程化背金属层(BML)的ZnO薄膜,开发新型自供电、日盲紫外光电探测器设计,并研究其结构、光学和电学特性。
研究成果
该研究成功开发出基于具有工程化BMLs的ZnO薄膜的高性能自供电日盲紫外光电探测器。这些器件展现出卓越的灵敏度、高ION/IOFF比、超低暗电流以及高响应度。退火处理进一步提升了器件性能,证明了所提出设计在各种光电子应用中的潜力。
研究不足
该研究未探究紫外光电探测器的时间响应特性,而这一指标对实际应用至关重要。此外,虽然抑制比有所改善,但在某些应用中可能仍需进一步提升。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用射频磁控溅射和电子束蒸发技术制备了具有工程化缓冲层(BMLs)的氧化锌基紫外光电探测器,探究了不同缓冲层材料(金和镍)对器件性能的影响。
2:样品选择与数据来源:
使用清洗后的玻璃基底沉积缓冲层和氧化锌薄膜,对制备器件的结构、光学及电学特性进行表征。
3:实验设备与材料清单:
设备包括射频磁控溅射系统(MOORFIELD MiniLab 060)、电子束蒸发系统、X射线衍射仪(XRD,ARL Equinox 3000)、紫外-可见分光光度计(F10-RT-UV)和半导体特性分析系统(Keithley 4200-SCS)。材料包含高纯度(99.99%)氧化锌靶材、用于缓冲层的金和镍以及玻璃基底。
4:0)、电子束蒸发系统、X射线衍射仪(XRD,ARL Equinox 3000)、紫外-可见分光光度计(F10-RT-UV)和半导体特性分析系统(Keithley 4200-SCS)。材料包含高纯度(99%)氧化锌靶材、用于缓冲层的金和镍以及玻璃基底。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:依次进行玻璃基底清洗、电子束蒸发沉积缓冲层、射频磁控溅射沉积氧化锌薄膜,并通过XRD、紫外-可见分光光度计及电学测试对器件进行表征。
5:数据分析方法:
基于灵敏度、ION/IOFF开关比、暗电流和响应度等参数分析紫外光电探测器性能,同时研究了退火工艺对器件性能的影响。
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Semiconductor characterization system
Keithley 4200-SCS
Keithley
Measurement of photoelectrical performances
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RF magnetron sputtering system
MOORFIELD MiniLab 060
MOORFIELD
Deposition of ZnO thin films
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X-ray diffraction system
ARL Equinox 3000
ARL
Characterization of crystal structure and phase purity
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UV–Vis spectrophotometer
F10-RT-UV
Analysis of UV and visible absorbance
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