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半导体一维纳米材料因其独特的光电特性,近年来吸引了科学家们广泛的关注。由于其在电子、热电、光电乃至能源等领域所展现出来的重要潜力,使得一维半导体材料的制备与器件应用成为当今纳米研究中的一个热点。硫化镉(CdS)是典型的II-VI族直接带隙半导体材料,室温下其禁带宽度为2.42 eV,具有优异的光电转换特性。CdS是高灵敏度的n型光电器件材料,同时也是良好的压电器件材料,在传感器、发光二极管、太阳能电池和光电探测器等领域有着广泛的应用。通过对半导体的掺杂可以调控材料的物理性质。本文通过热蒸发法,分别制备出了纯CdS和掺锗的CdS一维纳米结构。并且制备出了基于CdS一维纳米结构的高性能光电探测器。以及探讨了掺锗对CdS光电导性能有哪些影响。 本研究主要内容包括:⑴光电导测试数据显示,基于纯CdS微纳米带的探测器对500 nm左右的可见光具有非常高和稳定的光谱响应,对红外和紫外光也具有一定的响应。另外,该探测器具有快速响应和恢复的能力。对50 nm可见光,在1V直流电压时开关比很大,高达2528,而响应时间仅需0.56s,衰减时间为0.31s,光导增益为5.9×104。在10V直流电压下,开关比可达到3050,响应时间为0.42 s,衰减时间为0.27s,光导增益为8.38×105。由此可见,CdS材料在光电探测领域的前景巨大。⑵与纯CdS纳米带相比,掺Ge的CdS微纳米器件的对300 nm到500nm的光谱响应更明显。500 nm波长光照时的开关比很大,1 V下开关比达到了3961,响应时间为0.37s,衰减时间为0.28s,光导增益为1.01×105。在10V下开关比为4411,响应时间为0.30s,衰减时间为0.22 s,光导增益为2.06×106。可见对500 nm可见光具有非常优异的探测性能。⑶实验表明掺锗的CdS一维纳米结构比纯样品更具耐高温性能,在较高温度下仍然能保持较好的光电导性能。⑷纯CdS和掺锗CdS纳米器件在压应变下,光电导都增大;张应变作用下,光电导都减小。但掺杂器件减小的更慢。对二者都进行了动静态应力实验,发现在压应变和张应变下阻值分别减小和增大。并且掺Ge的器件在张应变下阻值增大的更慢。并且它们都具有具有良好的重复性,是很好的压阻材料。⑸二者都具有一定的光伏效应,掺Ge的器件能产生更大的光生电流和电压。说明掺锗可以改进器件在太阳能电池中的应用。