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oe1(光电查) - 科学论文

43 条数据
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  • 溶胶-凝胶法制备的MgxZn1?xO及其在紫外光电探测器中的应用

    摘要： 通过溶胶-凝胶法在石英衬底上制备的MgxZn1-xO（x=0.05、0.10、0.15和0.20）薄膜进行了表征与研究。扫描电子显微镜和X射线衍射数据显示，这些薄膜呈现颗粒堆叠形貌和六方纤锌矿晶体结构。随着Mg含量增加，颗粒尺寸显著增大，但六方纤锌矿结构强度减弱，表明MgxZn1-xO晶体结构发生转变（拉曼光谱结果也证实了这一点）。透射光谱测定显示带隙能量随Mg含量增加从3.38 eV升至3.55 eV。随后制备了基于MgxZn1-xO且带有叉指电极的紫外光电探测器，在10V偏压下实现了低至10 pA（对应5 nA/cm2）的暗电流。随着Mg含量增加，观察到峰值波长和截止波长的蓝移。噪声等效功率低至2×10?1? W，探测率约为1.2×1011 cm·Hz1/2/W，量子效率接近100%（这与光电导增益相关）。

    关键词： 溶胶-凝胶，带隙，MgxZn1-xO，紫外光电探测器

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 阴离子工程提升氮氧化镓基紫外光探测器响应速度与可调谐光谱响应特性

    摘要： 目前开发的大多数基于Ga?O?的日盲紫外光电探测器以牺牲响应速度为代价，表现出异常高的持续光电导增益，因此抑制载流子俘获仍具挑战性。本研究通过反应溅射技术进行原位阴离子工程，展示了具有可调光谱响应和增强响应速度的非晶氮氧化镓（GaON）紫外光电探测器。其4.95至4.37 eV的可调光谱响应源于带隙窄化效应——氮2p与氧2p态杂化抬升价带顶（VBM）并增强p-d排斥作用所致。当氮组分比例适当时，所构建的GaON光电探测器展现出显著降低的暗电流和约100微秒的快速响应时间。VBM上移使氧空位失活，从而抑制了缓慢的载流子脱陷过程，最终降低了持续光电导效应并提升了响应速度。同时，氮引入增加了光生载流子的复合与散射概率，导致光响应度降低。这种通过阴离子工程的合理设计实现了对氮氧化物带隙调控的灵活性及载流子俘获的抑制，为开发高速紫外光电探测器提供了替代策略。

    关键词： 紫外光电探测器、氧氮化镓、带隙调制、光电导增益、阴离子工程

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 镍掺杂氧化锌纳米棒阵列的制备及其在紫外光探测器中的应用特性研究

    摘要： 本研究探究了不同镍（Ni）掺杂量氧化锌（ZnO）纳米棒（NRs）的结构形貌、晶格及光学特性。采用射频磁控溅射技术在康宁玻璃基底上生长100 nm ZnO籽晶层，并通过化学浴沉积法制备纳米棒阵列。EDX光谱检测显示样品镍浓度为1.06 at%。所有纳米棒均呈现六方纤锌矿结构并沿c轴择优生长?；诮鹗?半导体-金属（MSM）结构，通过光刻工艺制备了镍掺杂氧化锌（NZO）纳米棒紫外光电探测器（PDs），经500°C退火处理后获得优异性能并降低氧空位（~560 nm）。结果表明：NZO纳米棒对紫外PD应用具有卓越的光敏性，其上升/衰减时间快于纯ZnO。当施加3V偏压并采用380nm紫外光照时，不同镍含量（0、4和8 mM）ZnO PDs的灵敏度分别为71.45、393.04和238.75。

    关键词： 纳米棒阵列、光刻工艺、化学浴沉积、紫外光电探测器、镍掺杂氧化锌

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于覆盖高折射率介质的亚波长金属光栅的表面等离子体共振增强型氧化锌紫外光电探测器设计

    摘要： 为实现基于亚波长金属光栅的氧化锌（ZnO）表面等离子体共振增强型紫外光电探测器，我们利用了亚波长金属光栅共振条件对周围介质折射率的敏感性。通过理论设计覆盖高折射率介质层的亚波长银光栅并应用于ZnO紫外光电探测器，通过优化入射角、光栅周期、光栅间距、光栅厚度、高折射率介质层厚度及覆盖层折射率等参数，使光场局域于亚波长银光栅与ZnO薄膜界面——即实现器件内部表面等离子体共振。相比未覆盖高折射率介质层的器件，所设计器件的最大吸收增强因子可达108倍。本研究将为实现基于亚波长金属光栅的表面等离子体共振增强型ZnO紫外光电探测器提供理论指导。

    关键词： 紫外光电探测器，氧化锌，亚波长金属光栅，表面等离子体共振

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 将铝等离子体纳米半球阵列集成到有机紫外光电探测器中以提升光响应性能

    摘要： 铝纳米结构可支持紫外光谱范围内的表面等离子体共振，研究人员将其集成至传统有机紫外光电探测器中（器件结构为：氧化铟锡(ITO)/聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)/聚(9,9-二辛基芴-alt-并二噻吩)(F8T2):[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(PC71BM)/氟化锂(LiF)/铝(Al)）。通过在软性有机活性层顶面压印纳米半球阵列(NHSA)，将图案转移至后续热蒸镀的氟化锂和铝层。采用三维时域有限差分(3D-FDTD)电磁模拟研究了NHSA顶面器件与平面顶面对照器件。结果显示：NHSA顶面器件在活性层顶部的纳米半球区域具有更高的紫外活性层吸收率和增强的电场强度。该效应在薄活性层器件中更为显著，并随活性层厚度增加逐渐减弱。在330 nm光照和0至-1 V偏压条件下，薄活性层NHSA顶面器件相比平面顶面器件在外量子效率、比探测率和开关响应速度等光响应性能方面均有提升。本工作开发的方法为将等离子体纳米结构集成至光电器件以提升性能提供了通用有效途径。

    关键词： 增强的光响应、铝等离子体纳米结构、有机光电探测器、纳米压印、紫外光电探测器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 纳米材料的工业应用 || 基于纳米材料的紫外光探测器

    摘要： 光电探测器是应用于视频成像、光通信、生物医学成像、安防、夜视、气体传感和运动检测等领域的关键元件，能够精确地将光信号转换为电信号。随着应用领域规模和多样性的增长，对具有更高速度、效率或波长范围性能，以及材料灵活性、透明度和互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容性的创新光电探测平台技术的需求变得更为关键。过去几十年里，人们投入了大量精力探索下一代光电探测器材料，如In2Te3、ZnO和GaN，这些材料具有低噪声、高光电灵敏度和良好稳定性。然而，许多这类新型光电探测器材料仍存在光电流有限和光响应速度不足的问题。

    关键词： 纳米材料、肖特基接触、光电导增益、光电探测机制、光敏电阻、线性动态范围、响应度、外量子效率、光电二极管、比探测率、紫外光电探测器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 溶液法制备的一维CsCu?I?纳米线用于偏振敏感且柔性的紫外光电探测器

    摘要： 偏振敏感紫外（UV）光电探测器因其重要应用价值备受期待。作为新兴功能半导体，金属卤化物钙钛矿凭借优异的光电特性在光探测领域引发广泛关注。然而现有偏振钙钛矿探测器主要集中于可见/红外光区，针对紫外波段的器件尚未见报道。本研究首次采用三元铜卤化物CsCu2I3纳米线作为光吸收材料实现偏振敏感紫外探测，通过结合其非对称结构的本征各向异性与纳米线外部形貌各向异性，获得了创纪录的~3.16光电流各向异性比，同时有效克服了传统铅基钙钛矿的铅毒性和环境不稳定性缺陷。此外，柔性基底制备的该探测器展现出优异柔韧性与稳定性，在经历1000次极端弯曲后仍几乎无光响应性能衰减。结果表明，无铅CsCu2I3纳米线有望成为适用于实际应用的高性能偏振敏感紫外探测器的理想候选材料。

    关键词： CsCu2I3纳米线、偏振敏感、金属卤化物钙钛矿、无铅、紫外光电探测器、柔性衬底

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于氧化锌的可调谐光谱响应紫外光电探测器

    摘要： 传统上，波长选择性紫外光电探测是通过宽带无机光电二极管与光学滤波器耦合实现的，这显著增加了高像素密度成像系统器件的复杂度和制造成本。本研究展示了一种无需滤波器即可实现可调谐光谱响应的简易方法。该器件基于ZnO异质结，通过调控电荷产生位置（从而产生差异化的电荷收集效率）有效调制响应光谱。经优化后，ZnO/聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)光电二极管展现出半高宽(FWHM)<25 nm的窄带紫外(UV)响应，而NiOx/ZnO器件则呈现相对较宽的光响应。所有这些器件均具有较低暗电流与噪声、高响应度与探测率以及快速响应速度等特性。本工作证明了ZnO薄膜在紫外探测领域的巨大潜力，同时也首次提供了一种有效调控光谱响应的替代方案。

    关键词： 原子层沉积、窄带、可调谐光谱响应、基于氧化锌的光电二极管、紫外光电探测器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 由ZnO纳米墙组装的银纳米棒用于近线性高响应紫外光电探测器

    摘要： 我们开发了一种结合超声处理与退火处理的简易方法，通过原位组装银纳米棒与氧化锌纳米墙构建ZnO/Ag异质结构，并采用场发射扫描电镜(FESEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱(PL)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)进行表征。三维ZnO纳米墙的孔隙中嵌入银纳米棒形成了完美异质结。与纯ZnO纳米墙相比，ZnO/Ag异质结构具有更多空位缺陷且吸收发生红移。我们研究了工作温度对ZnO/Ag异质结传感器的影响。该光电探测器展现出比原始ZnO纳米墙更高的光响应活性、更快的响应速度及优异的环境稳定性，在10℃~70℃范围内光响应呈现更好的线性关系。本文还探讨了ZnO/Ag异质结的紫外光传感机制，结果表明该异质结可作为在室外温度下具有近线性响应特性的新型紫外光电探测器材料。

    关键词： ZnO/Ag异质结构，近线性，银纳米棒，紫外光电探测器，ZnO纳米墙

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于β-Ga?O?的双通道日盲紫外光电探测器

    摘要： 研究了β-Ga2O3单晶的光电导（PC）特性。在230-270纳米的紫外波段检测到一个复合光电导能带。当光波电矢量E相对于β-Ga2O3晶体b轴分别呈现E∥b和E⊥b取向时，偏振光下记录的光电导光谱存在差异。利用这种光电导各向异性，研制出双通道紫外光电探测器，其最大通道灵敏度中心分别位于245纳米（E∥b取向）和262纳米（E⊥b取向）。估算了该紫外光电探测器的灵敏度等关键参数。

    关键词： 各向异性、β-Ga2O3单晶、紫外光电探测器、光电导率

    更新于2025-09-19 17:13:59