量子阱共振腔增强型光电探测器的高功率特性

通过测量1.55 μm量子阱共振腔增强型光电探测器的光电流随反向电压和光功率的变化关系,以及模拟能带结构、电场分布等特性,研究了量子阱共振腔增强型光电探测器的高功率特性.分析了光电流的产生机制,测量了1.064 μm量子阱共振腔增强型光电探测器的光电响应,模拟了具有不同势垒高度的量子阱共振腔增强型光电探测器的光电响应.从实验和模拟两方面证明了量子阱的势垒高度是影响量子阱共振腔增强型光电探测器高功率特性的最主要因素.     

光电倍增管渡越时间的测量

响应时间为10-9 s的LED灯作为光源,使用MCP-PM T测量系统的固有时间特性,用示波器记录波形并获取时间差,实验测量了俄罗斯CHФ型光电倍增管的渡越时间。     

基于PIN光电二极管的微型一氧化氮化学发光传感器

以微型、低成本的PIN光电二极管为光电探测元件,研制了微型一氧化氮化学发光传感器;选取Si探测器和InGaAs探测器的5种光电元件,考察其与一氧化氮发光光谱响应及噪声的关系。结果表明:边长为1.2mm的正方形Si探测器响应灵敏,暗电流噪声低,信噪比最低;设计的小型光腔实现了微量一氧化氮(体积分数为2×10~(-6)～2×10~(-4))的测量,线性度为0.9993;整个系统的响应时间为0.13s,传感器的质量小于50g,非常适合用于工业污染源一氧化氮气体的在线监测。     

非晶态硒化镉薄膜瞬态光电特性

本文报道用真空热蒸发法淀积的非晶态硒化镉薄膜作光敏介质制备超快光电导探测器。用对撞脉冲锁模Nd:YAG激光器产生的超短光脉冲序列对探测器的响应时间进行检测,结果表明a-CdSe薄膜对皮秒(10^-12秒)级的超短光脉冲作用具有良好的瞬态响应光电特性,探讨a-CdSe薄膜快速弛豫过程的内在机理。     

多元T型阵列探测器原理与性能

针对行波探测器阵列只合成多个光电二极管的输出功率而不能提高工作带宽的问题,提出了一种多元T型电路结构的阵列探测器.通过在各个光电二极管支路串联电容降低等效电容,减小结电容对探测器截止频率的影响,再用电感连接各个光电二极管支路构成T型滤波器电路结构,在合成多个光电二极管输出功率的同时增加了工作带宽.仿真结果表明,在光电二极管支路串联与光电二极管结电容相等大小的电容时,四元T型阵列探测器相比四元行波探测器阵列输出功率减少了一半,但工作带宽提高了一倍,而相比于传统探测器则在输出功率和工作带宽上都提高了一倍,此外八元T型阵列探测器与四元行波探测器阵列输出功率相同,工作带宽提高了一倍.     

二极管组高性能光电探测器阵列的设计

针对行波光电探测器阵列仅提高了光电探测器的输出功率而输出带宽未得到改善的特点,提出了一种由光电二极管组构成的高性能行波光电探测器阵列新结构.即把两个光电二极管级联后再将两个级联支路并联,然后在光电二极管组上串联电容构成单个阵列单元,再按照阵列式结构将这些阵列单元用电感连接起来构成新型行波光电探测器阵列.对比分析了行波光电探测器阵列新旧结构的功率合成、频率响应和回波损耗特性.在应用同等数量二极管的条件下,新型行波光电探测器阵列输出功率减少了一半,但工作带宽提高了一倍.此外,回波损耗随着阵列中应用二极管数目的增加相对于原阵列而言改善得更加明显.研究结果表明,本文提出的行波光电探测器阵列新结构能够在增加输出功率的同时提高工作带宽,更好地满足未来光载无线通信对光电探测器高功率宽带宽的需求.     

CH3 NH3 PbBr3表面修饰对SnO2基光电探测器性能的影响

SnO_2基紫外探测器具有较高的光响应度,但由于材料存在持续光电导效应,其响应时间较长,限制了其在光电探测领域的应用。为此,我们研究了表面修饰对SnO_2基光电探测器件的性能影响。采用化学气相沉积的方法制备了高结晶质量的SnO_2微米线,并在此基础上制备了基于单根SnO_2微米线的光电探测器。同时制备了高质量的钙钛矿CH_3NH_3PbBr_3材料,并与SnO_2微米线结合制备出经过修饰的SnO_2基器件。两种器件在紫外波段都呈现出明显的光响应,响应峰值位于250 nm处。相比单根SnO_2微米线器件,经过修饰后的SnO_2微米线探测器的响应度提高了10倍,响应时间由单根SnO_2微米线器件的几百乃至上千秒缩短为0.9 s。这一研究结果说明我们所采用的方法非常有望应用到高性能SnO_2光电探测器的制备中。     

量子阱共振腔增强型光电探测器的高功率特性

通过测量1．55Mm量子阱共振腔增强型光电探测器的光电流随反向电压和光功率的变化关系,以及模拟能带结构、电场分布等特性,研究了量子阱共振腔增强型光电探测器的高功率特性．分析了光电流的产生机制,测量了1．064μm量子阱共振腔增强型光电探测器的光电响应,模拟了具有不同势垒高度的量子阱共振腔增强型光电探测器的光电响应．从实验和模拟两方面证明了量子阱的势垒高度是影响量子阱共振腔增强型光电探测器高功率特性的最主要因素．     

硅光电探测器响应时间的测试

在硅光电探测器的应用过程中,响应时间是探测器的主要参数之一,因而对响应时间的测量就很有必要. 一、测量原理和方法 当给光电探测器以一个理想的矩形光脉冲辐照时,如图1(a)所示,由于探测器响应的延迟,其输出波形就不再是一个理想的矩形脉冲,而是具有一定的上升前沿和下降后沿     

硅雪崩光电二极管单光子探测器

将硅雪崩光电二极管应用于盖革模式下,制作出高量子效率、低噪音、短死时间的单光子探测器.设计并制作了雪崩抑制电路,获得探测器特性参量为无源抑制方式下死时间1μs,有源抑制下60～80ns,输出脉冲宽度15～20ns.并详细检测了探测器直到液氮温度下的特性.观察到一些新现象.     

Sensitivity enhancement of AZO-based ethanol sensor decorated by Au nano-islands

Detecting the hazardous gases for monitoring air pollution and medical diagnosis make highly sensitive gas sensors appeal to many researches. In this paper, benefiting from unique properties of noble metals, Al-doped ZnO based Ethanol sensors were fabricated and characterized in three structures including Al: ZnO thin film, Silver and Gold nano-islands on Al: ZnO thin film. The Silver and Gold thin films turn to nano-islands after a simple annealing process. The XRD analysis of the sputtered Al: ZnO layer indicates the wurtzite crystal structure of the layer with a peak at (002) plane. Moreover, the sensitivity study reveals that Nano-islands of noble metals substantially affects the sensitivity of the sensors. The decorated Gold nano-island Al: ZnO Ethanol sensor has the highest response showing an amount of 45. The response of Al: ZnO and Silver decorated Al: ZnO sensors are virtually identical to all concentrations of Ethanol, whereas the Al: ZnO gas sensor with Gold nano-islands has the substantial sensitivity for different concentrations. In addition, the response times of the sensors are 85, 70 and 90 s for Al: ZnO, Al: ZnO with Ag islands and Al: ZnO decorated by Au islands, respectively. The recovery time of Al: ZnO sensor decorated by Au islands is about 23s, while the recovery time of the Al: ZnO and Al: ZnO decorated by Silver islands are 360 and 370s, respectively. Hence, the simple annealing process on the sputtered gas sensor with a thin layer of Gold makes nano-islands on the sensor which elevates the performance of Ethanol sensing due to the high sensitivity and sensitivity of the sensor.     

Optical Field Confinement Enhanced Single ZnO Microrod UV Photodetector

ZnO mirorods are synthesized using the vapor phase transport method, and the magnetron sputtering is used to decorate the Al nanoparticles(NPs) on a single ZnO microrod. The micro-PL and I-V responses are measured before and after the decoration of Al NPs. The FDTD stimulation is also carried out to demonstrate the optical field distribution around the decoration of Al NPs on the surface of a ZnO microrod. Due to an implementation of Al NPs, the ZnO microrod exhibits an improved photoresponse behavior. In addition, Al NPs induced localized surface plasmons(LSPs) as well as improved optical field confinement can be ascribed to an enhancement of ultraviolet(UV) response. This research provides a method for improving the responsivity of photodetectors.     

背入射Au/ZnO/Al结构肖特基紫外探测器

设计制作了一种Au/ZnO/Al结构的紫外探测器,光的入射方式采用背入射式。ZnO薄膜是用磁控溅射在蓝宝石衬底上制备的。I-V测试表明:Au与ZnO形成了肖特基接触。得到探测器的光响应峰值在352nm,截止边为382nm,可见抑制比达一个量级。由于该探测器是一种垂直结构器件,对于进一步实现ZnO紫外探测器阵列及单光子探测有很好的研究价值。     

单根Sb掺杂ZnO微米线非平衡电桥式气敏传感器的制作与性能

通过使用化学气相沉积法,成功制备出超长、大尺寸的Sb掺杂ZnO微米线.基于非平衡电桥原理,利用单根Sb掺杂ZnO微米线作为非平衡电桥的一个桥臂,制作出了可以在室温环境下工作的气敏传感器原型器件.结果表明:室温下测得该传感器对20,50,100和200 ppm(1 ppm=10^-6)不同浓度的丙酮及乙醇气体的响应-恢复曲线均呈现为矩形形状,在空气及被测气体中均有稳定的电流值,并随着探测气体浓度的增大,器件的响应值也在逐渐增加.此外,还发现器件对丙酮气体具有更好的选择性,当丙酮气体浓度为200 ppm时,该传感器的响应时间为0.2 s,恢复时间为0.3 s,响应度高达243%.通过与普通电导式气敏传感器对比发现,采用这种非平衡电桥结构传感器可以明显地提高响应度,使响应和恢复时间更快.此外,还研究了器件的气体探测机理.     

铜掺杂氧化锌薄膜阻变特性的研究

以 ZnO：Al为底电极,Cu为顶电极,在同种工艺条件下分别制备了类电容结构的纯ZnO 阻变器件和ZnO：2%Cu阻变器件,分析比较了两种器件的典型I-V特性曲线、置位电压（V_Set）和复位电压（V_Reset）的分布范围、器件的耐久性。结果显示,ZnO：Cu阻变器件较纯ZnO阻变器件有更大的开关比和更稳定的循环性能。另外,研究了 ZnO：Cu阻变器件的阻变机理,通过对其I-V特性曲线分析得出以下结论：ZnO：Cu阻变器件在高阻态遵循空间电荷限制电流效应,低阻态符合欧姆定律。     

微流控技术制备ZnO纳米线阵列及其气敏特性

利用微流控技术在微通道中制备了Zn O纳米线阵列,通过X射线衍射和扫描电子显微镜分别对纳米线的物相和表面形貌进行了表征.结果发现,合成的Zn O纳米线具有良好的c轴择优取向性和结晶度.同时,对Zn O纳米线阵列在丙酮、甲醇和乙醇气体中的气敏特性进行了研究,测试结果表明:在最佳工作温度(475?C)下,纳米线阵列对200 ppm(1 ppm=10-6)丙酮气体的最大灵敏度可达8.26,响应恢复时间分别为9和5 s;通过与传统水热法制备的Zn O纳米线的气敏性能相比较发现,基于微流控技术制备的纳米线阵列具有更高的灵敏度和更快的响应恢复速度.最后,从材料表面氧气分子得失电子的角度对Zn O纳米线气敏机理进行了讨论.     

Al纳米颗粒表面等离激元对ZnO光致发光增强的研究

基于聚苯乙烯球自组装法,在P型氮化镓(P-GaN)衬底上制备了有序致密的掩模板;采用热蒸发法在该模板上沉积金属Al薄膜,通过甲苯溶液去除聚苯乙烯球,得到了金属Al纳米颗粒阵列;采用原子层沉积法,在Al纳米颗粒阵列表面依次沉积氧化铝(Al_2O_3)和氧化锌(ZnO).通过测试Al纳米颗粒阵列的消光谱以及ZnO薄膜的光致发光谱,研究了Al纳米颗粒表面等离激元与ZnO薄膜激子之间的耦合效应.实验结果表明:引入Al纳米颗粒后,在约380 nm位置附近的ZnO近带边发光峰积分强度增强了1.91倍.对Al纳米颗粒表面等离激元增强ZnO光致发光的机理进行探讨.     

Twinned tabour-like ZnO: Surfactant-, template-free synthesis and gas sensing behaviors

The twinned tabour-like ZnO microstructures have been successfully synthesized via a solvothermal method without the assistant of any additive and template. The as-prepared products are characterized by X-ray diffraction, field emission scanning electron microscope, and high-resolution transmission electron microscope. The ZnO microcrystals grow symmetrically, and are wurtzite structure. The tabour, with a diameter of about 8.5 μm, grows along the c axis. The time-dependent morphology evolution of the ZnO microcrystal presents every single ZnO tabour is composed by many single crystal units. A possible formation mechanism of these complex hierarchical structures is investigated by adjusting the reaction time. In addition, the twinned ZnO tabours exhibit excellent ethanol-sensing properties at 250 °C. The highest response is 6.4-20 ppm ethanol. The response of the sensor rapidly increases with the increasing concentration of ethanol, until the ethanol reaching 200 ppm. The response of the sensor to 200 ppm ethanol is about 24.64 with the response time of 3 s.     

Controlled synthesis of ZnO nanowires or nanotubes via sol-gel template process

ZnO nanowires and nanotubes have been rationally fabricated within the nanochannels of porous anodic alumina templates by an improved sol-gel template process. X-ray diffraction and selected area electronic diffraction demonstrate that the as-obtained ZnO nanowires and nanotubes can be indexed to hexagonal wurtzite polycrystalline. In this method, zinc nitrate and urea are used as precursors, zinc nitrate serve as zinc ions source, and urea offered a basic medium through its hydrolysis. ZnO nanowires or ZnO nanotubes can be obtained easily by controlling hydrolysis time. The formation mechanism of ZnO nanowires and nanotubes was also discussed.     

基于高阻ZnO薄膜的光电导型紫外探测器

本文通过射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积一层ZnO薄膜, 制备了Al-ZnO-Al 结构光电导型紫外探测器件, 并在室温下测试了所制备器件的暗场特性及其对紫外线的响应特性. 暗场条件下器件电流特性测试结果表明所制备的ZnO薄膜电阻率达到了3.71×10⁹ Ω · cm, 是一种高阻薄膜. 在波长365 nm, 光强303 μW/cm²的紫外线照射下, 薄膜的电阻率为7.20×10⁶ Ω · cm, 探测器明暗电流比达到了516. 40 V偏置电压条件下周期性开关紫外线照时, 探测器的上升和下降时间分别为199 ms和217 ms, 响应速度快且重复性好, 并利用ZnO半导体表面复合慢过程和体复合快过程对瞬态响应过程进行了理论拟合分析. 本文研究结果表明, 高阻ZnO薄膜紫外探测器具有良好的紫外光电响应特性.