研究目的
通过掺杂铬来减小ZnO的带隙,以提高其对可见光的响应度,并研究Cr掺杂对Pt/ZnO/Pt和Pt/Cr掺杂ZnO/Pt二极管肖特基参数及光敏性能的影响。
研究成果
铬掺杂降低了铂/氧化锌接触的肖特基势垒高度并改善了理想因子,使得器件在可见光探测中具有1.3×10^{-3}安培/瓦的响应度和5秒的响应/恢复时间,这归因于带隙的减小。这证明了铬掺杂氧化锌在可见光光电探测器中的应用潜力。
研究不足
该研究仅限于特定的沉积条件和铬掺杂浓度(1.5原子百分比)。响应和恢复时间相对较慢(5秒),且可能存在持续光电导效应。未探究其对其他掺杂剂或基底的适用性。
1:实验设计与方法选择:
采用射频磁控溅射沉积ZnO薄膜,同时使用射频与直流磁控溅射制备掺铬ZnO薄膜。通过Pt电极制备肖特基二极管以进行电学和光电探测研究。
2:样品选择与数据来源:
使用Si(100)衬底。通过XRD、EDX、AFM和IV测试对薄膜进行表征。
3:实验设备与材料清单:
设备包括射频/直流磁控溅射系统、热蒸发仪、表面轮廓仪(Alpha-step IQ,KLA Tencor)、XRD(布鲁克D8 Advance)、AFM(Asylum Research)、带SEM的EDX(JEOL JSM-6360)、半导体参数分析仪(安捷伦4156C)及卤素灯(35W)。材料包含ZnO靶材(99.99%)、Cr靶材(99.99%)、Si衬底、Pt电极材料及清洗试剂(H2SO4、H2O2、HF、水、酒精、丙酮)。
4:0)、半导体参数分析仪(安捷伦4156C)及卤素灯(35W)。材料包含ZnO靶材(99%)、Cr靶材(99%)、Si衬底、Pt电极材料及清洗试剂(H2SOH2OHF、水、酒精、丙酮)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:依次进行衬底清洗、靶材预溅射、在可控条件(压力、功率、温度)下沉积薄膜、测量膜厚、通过热蒸发制备Pt电极,最后开展表征与测试。
5:数据分析方法:
基于IV特性曲线采用热电子发射模型提取肖特基参数,通过光电流测量计算响应度。
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