ZnO肖特基势垒紫外探测器

以p-Si(111)为衬底,用水热法首次制得六棱微管ZnO。并以此为有源区利用平面磁控溅射技术沉积得到Ag叉指状电报,从而制作了Ag／n-ZnO肖特基势垒结紫外探测器。对该紫外光探测器的暗电流和365nm波长光照下的光电流、光响应和量子效率进行了测试。测试结果表明：Ag和ZnO六棱管间已形成肖特基接触．其有效势垒高度为0．35eV。无光照时,暗电流很小,当用λ=365nm的光照射Ag/n-ZnO肖特基结时．在5．9V偏压时,光生电流分别为25．6,57．9μA。Ag／n-ZnO紫外探测器有明显的光响应特性和较高的量子效率,在366nm波长处,光响应度达到最大值0．161A／W,量子效率为54．7％。     

氧气后处理对氧化锌薄膜紫外发射性质的影响

为了提高ZnO光发射效率和制备p型ZnO,对热处理的氧分压对薄膜的结构、形貌、光致光发射和ZnO/Si异质结的Ⅰ-Ⅴ特性的影响进行了研究.用直流反应溅射法在p型硅衬底上生长ZnO薄膜形成n-ZnO/P-Si异质结.在1000℃下用不同比例的氧和氨热处理,我们发现,在纯氮气中得到的样品有强的紫外发射(390nm),随氧气比例增大,紫外增强,同时绿光也产生并随之增强.但过大的氧分压反而产生多的受主缺陷,使越来越多的激发能量转移到发射能量低的绿光中心,从而使紫外减弱.在纯氧和无氧条件下热处理的俄歇谱表明纯氧下氧过量,而无氧下锌大大过量.ZnO/p-Si异质结的Ⅰ-Ⅴ特性表明,无氧热处理表现为典型的n-ZnO/p-Si异质结;而在纯氧气氛中处理后所得Ⅰ-Ⅴ曲线反向,这表明在高氧压下受主缺陷的产生,表明ZnO薄膜有可能由于高氧压热处理由n型转为p型.     

MSM结构ZnO紫外探测器的制备与性质

采用射频磁控溅射在石英衬底上制备了c轴择优取向的ZnO薄膜,利用蚀刻技术制备了MSM结构的光导型紫外探测器。在3V偏压下,器件的暗电流小于250nA,光响应峰值在370nm,响应度是0.34A/W。其紫外(360nm)与可见光(420nm)的抑制比为4个数量级。器件的光响应时间上沿仅为20ns。     

基于电场调控的高性能紫外无机-有机复合结构光电探测器

通过溶液旋涂制备了结构为ITO/ZnO/P3HT:ITIC/Ag的紫外无机-有机复合结构光电探测器,混合膜中聚合物给体(P3HT)和非富勒烯小分子受体(ITIC)的质量比为100:1.由于载流子传输通道不连续,器件在零偏压下的暗电流密度很小,为5.8×10-10 A·cm-2,为器件实现外加电场可调和光电流倍增提供了条...     

光电子技术与器件 光探测与器件

O434．22 2005042906 ZnO肖特基势垒紫外探测器=ZnO Schottky barrier UV photodetector[刊,中]／高晖(电子科技大学微电子与固体电子学院,四川,成都(610054)),邓宏…／／发光学报,- 2005,26(1),-135-138 以p-Si(111)为衬底,用水热法首次制得六棱微管 ZnO,并以此为有源区利用平面磁控溅射技术沉积得到Ag 叉指状电极,从而制作了Ag／n-ZnO肖特基势垒结紫外探测器。对该紫外光探测器的暗电流和365 nm波长光照下的光电流、光响应和量子效率进行了测试。测试结果表     

基于氧化锌纳米线的紫外发光二极管

构建了基于n-ZnO纳米线/p-Si异质结的紫外发光二极管.ZnO纳米线准阵列采用水热法生长于重掺p型Si片上.此法简易，反应温度低，易于大规模生产；其产物ZnO纳米线结晶良好，以c轴为优势取向，光激发下的紫外荧光发射很强.二极管的电学接触采用聚合物填充的In阴极或以氧化铟锡(ITO)玻璃紧压形成阴极.它们的I-V特性体现出良好的二极管性质.在正向偏置电压驱动下，构建的发光二极管可稳定发射波长在387nm的较强的近紫外光和较弱的绿光. 关键词： ZnO纳米线 异质结 电致发光 水热法     

GaN基MIS紫外探测器的电学及光电特性

制备了GaN基金属-绝缘层-半导体(MIS)结构紫外探测器,并测量了其暗电流和光谱响应。通过分析其暗电流,发现在反偏情况下,其主要电流输运机制为隧穿复合机制;在正偏情况下,随着偏压的增大,电流输运机制从隧穿机制变为空间电荷限制电流机制。光谱响应测试结果显示,该探测器在-5 V的偏压下,在315 nm处获得了最大响应度170 mA/W,探测度为2.3×10¹² cm·Hz^1/2·W^-1。此外,还研究了不同厚度I层对器件光电压的影响,结果表明,光电压受隧穿机制与漏电流机制的共同制约。     

不同钝化结构对非极性AlGaN-MSM紫外探测器性能的提升

在r面蓝宝石衬底上,采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）法高温生长了未掺杂非极性AlGaN半导体薄膜,在此基础上制备了金属-半导体-金属（MSM）结构的紫外探测器。系统研究了在AlGaN半导体薄膜表面分别磁控溅射SiO₂纳米颗粒与SiO₂钝化层两种钝化手段对非极性AlGaN-MSM结构的紫外探测器性能的影响。实验结果表明：磁控溅射SiO₂纳米颗粒钝化或SiO₂钝化层两种手段都能提升AlGaN-MSM结构紫外探测器性能。暗电流测试表明,SiO₂纳米颗粒和SiO₂钝化层可使器件暗电流下降1~2个数量级,达到nA量级。光谱响应测试发现,在5 V偏压下,探测器在300 nm处具有陡峭的截止边,这表明其具有很好的深紫外特性,光谱响应提高了10³倍,紫外可见抑制比高达10⁵。     

多孔GaN/CuZnS异质结窄带近紫外光电探测器

窄带光电探测系统在荧光检测、人工视觉等领域具有广泛应用.为了实现对特殊波段的窄带光谱探测,传统上需要将宽带探测器和光学滤波片集成.但是,随着检测技术的发展,人们对探测系统的功耗、尺寸、成本等方面也提出了更高要求,结构复杂、成本高的传统窄带光电探测器应用受到限制.于是,本文展示了一种基于多孔GaN/CuZnS异质结的无滤波、窄带近紫外光电探测器.通过光电化学刻蚀和水浴生长方法,分别制备了具有低缺陷密度的多孔GaN薄膜和高空穴电导率的CuZnS薄膜,并构建了多孔GaN/CuZnS异质结近紫外光电探测器.得益于GaN的多孔结构和CuZnS的光学滤波作用,器件在–2 V偏压、370 nm紫外光照下,光暗电流比超过4个数量级;更重要的是,器件具有超窄带近紫外光响应(半峰宽<8 nm,峰值为370 nm).此外,该探测器的峰值响应度、外量子效率和比探测率分别达到了0.41 A/W, 138.6%和9.8×10¹² Jones.这些优异的器件性能显示了基于多孔GaN/CuZnS异质结的近紫外探测器在窄光谱紫外检测领域具有广阔的应用前景.     

p-i-nInP/In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP探测器结构优化

利用半导体仿真工具Silvaco对p-i-n InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP近红外光探测器进行优化仿真.参考实际器件对红外探测器进行建模,并将其暗电流、光谱响应仿真结果与实验结果进行拟合,保证仿真结果的有效性.以减小探测器的暗电流为目的,优化其结构.针对探测器吸收层厚度和吸收层掺杂浓度对暗电流、光响应的影响进行研究,发现当吸收层厚度大于0.3μm后,暗电流不再上升,但光响应随着吸收层厚度的增加而增大;当吸收层掺杂浓度不断上升时,器件暗电流不断降低,当掺杂浓度上升到2×1017/cm3时,暗电流达到最低值.本文还研究了p-i-n型探测器的瞬态响应,探究了响应速度与反偏电压之间的关系,发现提高反偏电压能减小探测器响应时间.     

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.     

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.     

Optoelectronic characterisation of an individual ZnO nanowire in contact with a micro-grid template

Optoelectronic characterisation of an individual ZnO nanowire in contact with a micro-grid template has been studied.The low-cost micro-grid template made by photolithography is used to fabricate the ohmic contact metal electrodes.The current increases linearly with the bias,indicating good ohmic contacts between the nanowire and the electrodes.The resistivity of the ZnO nanowire is calculated to be 3.8 ·cm.We investigate the photoresponses of an individual ZnO nanowire under different light illumination using light emitting diodes(λ = 505 nm,460 nm,375 nm) as excitation sources in atmosphere.When individual ZnO nanowire is exposured to different light irradiation,we find that it is extremely sensitive to UV illumination;the conductance is much larger upon UV illumination than that in the dark at room temperature.This phenomenon may be related to the surface oxygen molecule adsorbtion,which indicates their potential application to the optoelectronic switching device.     

超长氧化锌纳米线的制备及其气敏性能和紫外传感应用研究

采用一种无需催化剂和载气的简便碳热还原法制得长度约为100 μm、直径约为500 nm、长径比达到200的超长ZnO纳米线,讨论了Si基底位置、沉积时间以及反应物原料的量对ZnO纳米线形貌的影响。对ZnO纳米线的气敏性能进行研究,结果表明：在工作温度为350 ℃时,ZnO纳米线传感器能够很好地检测酒精气体,具有选择性好、响应恢复快的优点,且最低检测体积分数为5×10^-6。另外,通过一种简单、实用的介电泳法制得基于ZnO纳米线的紫外传感器。在365 nm紫外灯照射下,光电流增加了13%;而在254 nm紫外灯照射时,光电流则没发生变化,说明该传感器对不同波长的紫外光有一定的选择性。     

聚苯胺/ZnO纳米线薄膜材料作为发光层的柔性光电器件 及其发光机理

综合氧化锌纳米线(ZnO NWs)的光学活性与聚苯胺(PANI)的空穴传输特性,设计并制备了一种聚合物/ZnO纳米线电致发光材料,并对其发光特性进行了研究。通过高分子络合软模板法,将有序的单晶ZnO NWs均匀生长在覆有铟锡氧化物(ITO)涂层的柔性聚乙烯对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上并嵌入PANI薄膜,获得了电致发光薄膜材料和有机/无机异质结实验器件ITO/(ZnO NWs-PANI)。有机/无机异质结器件电致发光可调,在相对低的开启电压下呈现室温蓝紫外发光,并且ZnO NWs表面覆盖PANI增加了蓝紫外发光的强度和稳定性;而无PANI的ZnO NWs阵列具有450 nm处的缺陷发射峰,这可能是电子从扩展态锌间隙Zn_i到价带的跃迁引起的。这些结果表明,基于PANI/ZnO纳米线的复合材料在柔性光电器件方面的应用极具潜力。     

Analytic model for ZnO-thin film transistor under dark and UV illumination

A ZnO thin film transistor (TFT) was fabricated on a SiO₂/Si substrate by sol-gel method. Electrical characteristics of the zinc oxide transistor under various illuminations were analyzed. We have developed a method to extract the TFT parameters under dark and under UV illuminations. This component requires an ohmic source and drain contacts for ideal operation. The performance of electronic-device is often limited by injection. In many real situations, the injection of charge carriers from metals into semiconductors is non-linear. This paper deals with the effects of non-ohmic contacts on the modeling of ZnO thin film transistor and gives specific rules on how to extract the real transistor parameters using only electrical measurements under dark and illumination.We have extracted the TFT parameters using developed method from output characteristics under dark and UV illumination. The drain current of the ZnO thin film transistor under UV illumination is improved. We have demonstrated that the UV illumination reduce the total resistance and improve the performance of the transistor.     

退火对ZnO薄膜晶体结构和ZnO/p-Si异质结光电性质的影响

采用脉冲激光沉积方法在p-Si(100)衬底卜牛长ZnO薄膜,分别在500℃、600℃和700℃下真空退火,采用X射线衍射仪研究了退火对ZnO薄膜品体结构的影响,并测量了ZnO的面电阻和ZnO/p-Si异质结的、I-V特性曲线.研究表明,随着退火温度的升高,ZnO的(002)衍射峰强度逐渐增大,半峰全宽不断减小,同时薄膜内应力减小,ZnO晶粒尺寸变大.表明高温退火有助于ZnO薄膜结晶质量的提高.在没有光照的条件下,异质结的漏电流随退火温度的增加而增大;用650 nm光照射样品时,600℃退火的样品表现出最明显的光电效应,而过高的退火温度会破坏ZnO/p-Si异质结的界面结构,使其光电流变小.所以,要得到性能良好的光电器件,应选取适当的退火温度.     

ZnO纳米线紫外探测器的制备和快速响应性能的研究

一维ZnO纳米结构由于具有比表面积大、室温下具有大激子结合能等特点而受到广泛关注. 但是如何实现纳米结构的器件一直是目前研究的一个挑战. 文章通过水热方法, 在玻璃衬底上实现了ZnO纳米线横向生长, 并制备出基于ZnO纳米线的金属-半导体-金属紫外探测器. 测量结果显示器件在365 nm处探测器的响应度达到5 A/W, 并且制备的探测器在空气中对紫外光照具有快速的响应, 其上升时间约4 s, 下降时间约5 s, 这与ZnO纳米线中的氧空位吸附和脱附水分子相关.     

Green electroluminescence from an n-ZnO: Er/p-Si heterostructured light-emitting diode

Erbium-doped ZnO (ZnO:Er) thin films with various doping concentrations were deposited on p-Si substrates by ultrasonic spray pyrolysis (USP). The n-ZnO:Er/p-Si heterojunctions were further employed to fabricate light-emitting diodes (LEDs). The devices showed diode-like rectifying current–voltage characteristics with a low reverse breakdown voltage, attributed to the avalanche breakdown. A distinct green electroluminescence peaking at 537 nm and 558 nm were observed at room temperature under reverse bias. The green electroluminescence originated from the electron impact excitation of Er³⁺ ions doped in ZnO films.