研究目的
为解决ZnO仅吸收紫外光区、量子效率与响应度较低而限制其宽带光电探测器应用的问题,本研究通过能带工程制备铁金属掺杂二维ZnO薄膜,并在ITO包覆PET基底上构建一维静电纺丝混合无机单斜相BiVO4纳米纤维异质结构,成功开发出具有超高响应度和外量子效率的宽带光电探测器。
研究成果
该研究成功展示了利用铁掺杂氧化锌薄膜和钒酸铋纳米纤维制备混合柔性宽带光电探测器的方法,在紫外、可见光及近红外区域均表现出高响应度和外量子效率值。该器件的优异性能结合其简单且具成本效益的制备方法,为开发柔性电子器件和高性能光电器件提供了新途径。
研究不足
该研究未明确提及局限性,但潜在的优化方向可能包括设备的上升时间和纳米纤维分散的均匀性。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过在ITO涂覆PET基底上构建带隙工程调控的铁掺杂氧化锌(FZO)薄膜与一维电纺混合无机单斜相BiVO4纳米纤维异质结构。方法包括采用水热法制备FZO薄膜及电纺技术制备BiVO4纳米纤维。
2:样本选择与数据来源:
样本包含FZO薄膜和BiVO4纳米纤维。数据来源包括FESEM、XRD、拉曼光谱及紫外-可见光谱等形貌与结构表征技术。
3:实验设备与材料清单:
设备包括ZEISS Ultra-55扫描电镜(FESEM)、X'pert PRO X射线衍射仪(XRD)、布鲁克Senterra拉曼光谱仪、ELICO SL 210紫外-可见分光光度计及Keithley 2450源测量单元(电学表征)。材料包含四水合氯化亚铁、氨水、六水合硝酸锌等FZO制备原料,以及柠檬酸、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、五水合硝酸铋、聚乙烯吡咯烷酮、偏钒酸铵等BiVO4制备原料。
4:实验流程与操作步骤:
合成过程包括通过水热法制备FZO薄膜、电纺法制备BiVO4纳米纤维,继而进行器件制备与表征。
5:数据分析方法:
采用给定公式计算响应度、比探测率与外量子效率(EQE),并结合形貌与结构数据解析器件性能。
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