功能薄膜在有机光电探测器中的应用研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:babydir
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
半导体光电探测器是将光的能量(光子)转变为电的能量(电压或电流)的一种电子元器件。它是光电系统中必不可少的关键器件,其应用范围和前景十分广阔。在光纤通信、光纤传感、跟踪制导、自动控制以及激光唱机、条码识读、家电遥控等民用和国防建设中,都大量使用不同类型的光电探测器。 PTCDA/p-Si有机无机光电探测器是一种新型的器件,它是将具有高热稳定特性的有机半导体材料PTCDA(苝四甲酸二酐)淀积在单晶硅衬底上而制造出的具有肖特基势垒特性的异质结光电探测器。这种探测器具有性能稳定、响应速度快、灵敏度高、耐候性好等特点,其对可见光至近红外区的光具有高量子光电转换效率及宽带响应。 苝四甲酸二酐(3,4,9,10-perlenetetracrboxylic dianhydride-PTCDA)是一种红色粉末状的单斜晶系宽带隙有机半导体材料。它是多相芳香族分子复合形成的非聚合物,它的价带和第一紧束缚导带之间的能量是2.2ev,在半导体光电器件的制造中,这种材料具有很好的光电特性,在多色有机发光器件及高效光电探测器中都有广泛应用。 本文主要讨论Al/Ni/ITO/PTCDA/p-Si/Al光电探测器的研制,并在对构成器件的每层薄膜特性进行了详细的分析后,提出薄膜制备的最佳工艺条件,从而实现对成品器件特性参数的优化。 本文首先详细介绍了光电探测器的工作原理、特性参数以及分类;其次报道了制备PTCDA和对其进行提纯的方法,并给出了PTCDA的材料特性。接下来,本文讨论了PTCDA/p-Si势垒的各项电学特性及其在正/反偏压作用下的能带结构。随后,介绍了Al/Ni/ITO/PTCDA/p-Si/Al光电探测器的研制过程和原理,并使用AFM、XPS、XRD、紫外-可见光-近红外光谱仪和四探针测试仪等测试仪器对不同工艺条件下制备的薄膜的特性进行了详细的讨论,并着重从以下几个方面对器件特性进行优化:1.利用AFM分析了PTCDA在P-Si上的成膜特性,进而讨论了温度和膜厚对于薄膜表面形貌的影响,同时根据Raman光谱和XRD的测试结果得到了温度对于PTCDA分子结构的影响;2.采用射频磁控溅射在PTCDA层上淀积的ITO薄膜,其光学和电学性能对制备条件非常敏感,我们详细讨论了溅射工艺条件对于ITO薄膜特性的影响,并给出了制备性能最佳的ITO薄膜的工艺条件;3.在原先器件的Al-ITO电极层中引入Ni金属层,通过使用XPS和XRD对不同这两种电极结构的分析结果表明,Ni层的引入,有效的阻止了氧化铝绝缘层的形成,使器件电极层间形成了欧姆接触,并结合两种电极结构的I-V特性结果,证明其有效的提高了器件的特性。 最后,将我们制作的器件与韩国生产的型号为PHD714的PIN雪崩光电二极管电性能参数进行了全面测试对比,结果表明我们制成的新型光电探测器的性能优于PIN光电二极管。
其他文献
在数字产品日益发展的今天,模数转换器扮演着越来越重要的角色。Σ-ΔADC主要由Σ-Δ调制器和数字降频滤波器组成,采用过采样和量化噪声整形技术,将信号频带内的噪声推向高频
本文通过对荣华二采区10
期刊
本文通过对荣华二采区10
期刊
中心体由中心粒和围绕在中心粒周围的高电子密度物质(PCM)组成,是动物细胞中最主要的微管组织中心。在间期细胞中,两个中心粒间存在一种松散的蛋白连接体,使其不会相互分开,
集成电路技术近年来的迅速发展,电路的规模和设计的复杂度不断增加,市场的竞争程度也日趋激烈,产品投放时间越来越短,这些因素对设计者和设计工具都提出了更新更高的要求。因此集
光合作用是农作物产量和质量的决定因素,是生命存在和发展的根本源泉。在农业方面,植物早衰会使光合作用速率下降,从而成为导致农作物产量下降、植物资源和物种信息丧失的重要因
数字复接,也叫做数字复用,即多路信号在同一条信道中,同时传输,互相不干扰。目前常用的方法是,发送端:将多路低速码流,按照时分复用的方式,合并为一路高速码流进行传输;接收
2017年7月2日梅溪湖实测最高水位35.76m,超过湖泊100年一遇设计洪水位35.40m.文章通过对梅溪湖湖泊集雨面积、水位库容曲线的变化,临时坝过流能力的复核以及梅溪湖泵站的运行
由北京市园林古建工程有限公司总经理杨宝生先生编著的《颐和园长廊苏式彩画》一书已由中国建筑工业出版社出版,并公开发行。颐和园长廊彩画是传统苏式彩画的集大成者,涵盖了
互联网的大规模商业应用对传统的数据传输业务提出了新的挑战。基于实时多媒体信息流的服务,如视频点播、在线直播、P2P视频共享,构成了目前在线服务的主流。因此,保证多媒体