氧化物日盲紫外材料生长及器件制备的研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pwd19881217
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
日盲紫外探测器,由于其强抗干扰特性,在近地通讯、电网检测和火灾监控等领域有广泛应用前景。在实际信号探测过程中,日盲紫外信号在传播过程中容易受到障碍物阻挡而发生能量衰减,这将导致被探测的日盲信号变得十分微弱。因此,探测器的高灵敏度显得尤为重要。同时,为保证信息的“实时”和“不间断”传递,探测器的快响应速度也必不可少。其中,以金刚石、GaN、ZnO、Ga2O3等为代表的第三代宽带隙半导体材料,具有耐高温高压,抗辐射、带隙可达到日盲紫外波段等特性,成为日盲探测器材料的研究热点。尤其是ZnO以及Ga2O3这两种氧化物半导体材料,不仅具有晶格匹配的单晶衬底,而且材料生长方式多样,被认为是实现高性能日盲紫外探测器制备的理想材料。然而,由于高结晶质量氧化物日盲紫外材料的难以制备以及氧化物日盲紫外材料的载流子浓度自由调控困难等因素,目前所报道的氧化物日盲探测器无法满足实际应用中高日盲灵敏探测度、快响应速度、高信噪比等需求。本论文以高结晶质量氧化物日盲材料的生长以及载流子浓度自由调控为出发点,和实现高性能日盲紫外探测器的制备为目标,开展了如下研究:  (1)利用磁控溅射方法,在不同氧分压条件下生长了一系列不同带隙的(4.11-5.3eV)MgZnO薄膜,并研究了不同氧分压条件对高Mg组分MgZnO材料的结构、形貌以及光学性质的影响。同时,实现了具有10-10A的暗电流,大于3个量级的开关比,近3个数量级的紫外/可见(R280nm/R405nm)注入比的优异器件性能的Mg0.49Zn0.51O日盲探测器的制备。  (2)提出一种控制热力学条件掺杂的两步法实现了电导率达406.6S·cm-1,迁移率为16.3cm2·V-1·s-1的深紫外透明导电Al∶Mg0.43Zn0.57O薄膜的制备。同时,在此深紫外导电薄膜的基础上,制备了具有优异器件性能(2V偏压下0.2nA的暗电流,2~3个量级的开关比以及快的响应速度)的ZnO基紫外焦平面阵列探测器的原型器件。此外,依据合理的理论分析和严谨的实验验证进一步阐述了两步法制备高导AlMgZnO薄膜中Zn空位的形成与湮灭过程。最后,利用磁控溅射方法,研究Al杂质浓度掺杂对MgZnO材料的结构、形貌、光学性质等的影响。  (3)利用MOCVD方法,探讨生长温度、生长压强以及有机源Ga,O原子摩尔流量比对氧化镓薄膜的结构、形貌以及光学性质方面的影响。提出一种改进MOVCD生长方法,在高温条件下实现了具有低缺陷密度以及高结晶质量氧化镓薄膜的生长。以此薄膜制备的日盲紫外探测器不仅有远高于其他氧化镓薄膜探测器的26.1A/W的高日盲紫外光响应度,同时具有快的响应速度(上升时间为0.48s,下降时间为0.18s)以及高于4个数量级的高信噪比。同时,详细讨论了器件的大增益以及快响应速度机制。
其他文献
用VPEG(4-羟丁基乙烯基聚醚)制备聚羧酸减水剂技术在国内处于起步阶段.在制备工艺、适应性、混凝土和易性、力学性能等方面研究VPEG型聚羧酸减水剂的性能特点.试验结果表明,
平日里经常做下面所讲的七个小动作,可以保持健康,延年益寿.rn远眺rn远眺有助于眼肌放松,等同于给眼睛做养生操.具体做法是:在自家阳台或登上山峰,有规律地转动眼球和平视远
期刊
细致分析有关水泵测试的国家标准GB 3216-1991,充分利用现有的仪器设备,设计出模块化离散数据采集硬件结构,通过数据采集卡和计算机通信.在软件设计上虚拟仪器技术,利用G语言
环氧树脂具有优异的耐热性能、介电性能和机械性能,有广阔的应用前景.但是,酸酐固化的环氧树脂热变形温度不高,限制了其在高性能复合材料中的应用;并且树脂粘度高,不能满足树
FeAl化合物的复合化、纳米化是该领域国内外学者共同关注的热点,同时实现FeAl复合化和纳米化少见报道,该文谋求同时实现FeAl的复合化和纳米化.试验中采用机械球磨-通电烧结(M
随着矿石能源的急剧消耗和生态环境日趋破坏,开发新的可持续生产又低污染的能源已经迫在眉睫。木质素是植物细胞壁的主要组成成分之一,因其具有来源广泛、价格低廉、储能高等优
该文主要基于最大密实度理论,在不改变现有的原材料及工艺的前提下,区别于传统的等量和超量取代法,以粗细集料及掺合料组成的混凝土矿质混合料体系的颗粒致密堆积为基础,从提
该文主要讨论了一种测定海洋水色组分光吸收系数的新方法,该方法使用了带积分球的连续扫描分光光度计,可对海水样品截留在滤膜上的颗粒物直接测定其光密度.同时在数据处理上
该文结合冷轧工作辊的工艺特点和性能要求,通过正交试验法系统地研究了各合金元素及碳化物对硬度的影响,并对合金元素和碳化物进行了优化,研制出了能够用于修复冷轧工作辊的
公路货运信息实现信息化是国民经济发展的必然要求,也是提高货运吞吐能力的重要环节。本论文通过对移动短消息网关、通信协议、软件设计模式等理论知识以及JAVA技术、网络服务