具有高光开关比和高响应度的单根In2O3纳米线紫外光电晶体管

In_2O_3纳米线由于其独特性质而成为紫外光电探测器的潜力候选者,目前,In_2O_3纳米线基紫外光电探测器已被广泛研究,但较大的暗电流限制了其进一步应用。本文制备了In_2O_3纳米线紫外光电晶体管,通过背栅电压的调制作用,器件中的暗电流几乎被全部耗尽,同时,由于光照下的阈值偏移,栅压对光电流的影响较小。最终得到具有高光开关比(1.07×10~8)和高响应度(5.58×10~7 A/W)的单根In_2O_3纳米线紫外光电晶体管,性能明显优于之前报道的In_2O_3纳米结构光电探测器。本工作促进了In_2O_3纳米线在下一代纳米光电子器件和集成电路中的应用。     

硅纳米线阵列光电探测器研究进展

硅(Si)作为最重要的半导体材料之一,被广泛应用于太阳电池、光电探测器等光电器件中.由于硅和空气之间的折射率差异,大量的入射光在硅基表面即被反射.为了抑制这种反射带来的损失,多种具有强陷光效应的硅纳米结构被研发出来.采用干法蚀刻方案多数存在成本高昂、制备复杂的问题,而湿法蚀刻方案所制备的硅纳米线阵列则存在间距等参数可控性较低、异质结有效面积较小等问题.聚苯乙烯微球掩膜法可结合干法及湿法蚀刻各自的优点,容易得到周期性硅纳米线(柱)阵列.本文首先概述了硅纳米线结构的性质和制备方法,总结了有效提升硅纳米线(柱)阵列光电探测器性能的策略,并分析了其中存在的问题.进而,讨论了基于硅纳米线(柱)阵列光电探测器的最新进展,重点关注其结构、光敏层的形貌以及提高光电探测器性能参数的方法.最后,简要介绍了其存在的主要问题及可能的解决方案.     

悬空氧化铟纳米线晶体管制备与光电性能表征

一维(1D)半导体纳米线在纳米电子学和纳米光子学中表现出色。然而,纳米线晶体管的电特性对纳米线与衬底之间的相互作用非常敏感,而优化器件结构可以改善纳米线晶体管的电学和光电检测性能。本文报道了通过一步式光刻技术制造的悬浮式In₂O₃纳米线晶体管,显示出54.6 cm²V^?1s^?1的高迁移率和241.5 mVdec^?1的低亚阈值摆幅。作为紫外光电探测器,光电晶体管显示出极低的暗电流(~10?13 A)和高响应度1.6×10⁵ A?W^?1。悬浮晶体管的沟道材料的这种简单而有效的制备方法可广泛用于制造高性能微纳米器件。     

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.     

表面修饰ZnO纳米线紫外光响应的增强效应

制备了基于单根ZnO纳米线的紫外光探测原型器件,并研究了聚苯乙烯硫酸钠表面修饰对器件紫外响应特性的影响.研究发现,在相同的紫外光照射条件下,表面修饰后的器件对紫外光的探测灵敏度比修饰前提高了3个数量级.I-V特性研究表明,修饰前后器件在光照时的电导没有明显变化,但修饰后器件的暗电导却下降了3个数量级.这说明通过表面修饰降低探测器的暗电导是提高紫外光探测器灵敏度的一条重要途径. 关键词： 紫外光探测器 纳米结构 ZnO 表面修饰     

基于HfO2插层的Ga2O3基金属-绝缘体-半导体结构日盲紫外光电探测器

作为一种新兴的超宽带隙半导体, Ga₂O₃在开发高性能的日盲紫外光电探测器方面具有独特的优势.金属-半导体-金属结构因其制备方法简单、集光面积大等优点在Ga₂O₃日盲紫外光电探测器中得到了广泛的应用.本文在传统的金属-半导体-金属结构Ga₂O₃日盲紫外光电探测器的基础上,利用原子层沉积技术引入高介电性和绝缘性的氧化铪(HfO₂)作为绝缘层和钝化层,制备出带有HfO₂插层的金属-绝缘体-半导体结构的Ga₂O₃日盲紫外光电探测器,显著降低了暗电流,提升了光暗电流比,同时提高了器件的比探测率和响应速度,为未来Ga₂O₃在高性能弱光探测器件制备提供了一种新通用策略.     

片上制备横向结构ZnO纳米线阵列紫外探测器件

将纳米技术与传统的微电子工艺相结合, 片上制备了横向结构氧化锌(ZnO)纳米线阵列紫外探测器件, 纳米线由水热法直接自组织横向生长于叉指电极之间, 再除去斜向的多余纳米线, 其余工艺步骤与传统工艺相同. 分别尝试了铬(Cr)和金(Au)两种金属电极的器件结构: 由于Cr电极对其上纵向生长的纳米线有抑制作用, 导致横向生长纳米线长度可到达对侧电极, 光电响应方式为受表面氧离子吸附控制的光电导效应, 光电流大但增益低, 响应速度慢, 经二次电极加固, 纳米线根部与电极金属直接形成肖特基接触, 光电响应方式变为光伏效应, 增益和速度得到了极大改善; 由于Au电极对其上纵向生长的纳米线有催化作用, 导致溶质资源的竞争, 相同时间内横向生长的纳米线不能到达对侧, 而是交叉桥接, 但却形成了紫外光诱导的纳米线间势垒结高度调控机理, 得到的器件特性为最优, 在波长为365 nm的20 mW/cm²紫外光照下, 1 V电压时暗电流为10^-9 A, 光增益可达8×10⁵, 响应时间和恢复时间分别为1.1 s和1.3 s.     

大规模制备Ni80Fe20纳米线阵列及其磁学特性研究

利用电化学沉积方法在高度有序纳米孔氧化铝模板中大规模制备了Ni80₈₀Fe 20₂₀纳米线阵列.该方法得到的Ni80₈₀Fe20₂₀ 纳米线产率高（约1012^{12—101313/cm22）, 而且这些纳米线阵列具有（111）择优生 长取向和很高的纵横比.与体材料相比,这些Ni80₈₀Fe20₂₀纳 米线阵列具 关键词： 纳米线阵列 磁性}     

大规模制备Ni80Fe20纳米线阵列及其磁学特性研究

利用电化学沉积方法在高度有序纳米孔氧化铝模板中大规模制备了Ni80 Fe20纳米线阵列.该方法得到的Ni80Fe20纳米线产率高(约1012-1013/cm2),而且这些纳米线阵列具有(111)择优生长取向和很高的纵横比.与体材料相比,这些Ni80Fe20纳米线阵列具有更高的矫顽力和较大的剩磁比等性能,在微型磁性元件领域将具有广泛应用前景.     

新型异质结光探测器

正日前,中科院理化所贺军辉团队和清华大学孙家林团队合作,在实现超宽带光探测方面取得了重要进展,制作了还原氧化石墨烯—硅纳米线阵列异质结光探测器,实现了一个探测器就可以完成从可见光到太赫兹波的超宽带光探测,达到了以往多个探测器同时工作才能达到的