层状GaS的可控生长及其光电探测器制备研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aiming4636j
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
层状GaS半导体材料以其2.6~3.1 eV的宽禁带特性,填补了层状窄带隙半导体材料和层状绝缘体材料之间的带隙空白;以其优异的光电特性,在新兴的光电子器件领域展示出了广阔的应用前景。然而,在GaS的生长方面,目前存在着GaS物相不可控、GaS纳米片尺寸小和GaS薄膜不均匀生长的问题;在GaS晶体管的电学性能方面,目前存在着载流子场效应迁移率普遍低的问题,结果损害了GaS探测器的光电性能;在GaS探测器的光电性能方面,目前存在着响应度小、比探测率小和响应速度慢的问题。这些都制约了GaS在光电子器件领域的应用和发展。针对以上问题,本文的研究内容如下:(1)GaS纳米片和薄膜的可控生长研究。本文基于单温区化学气相沉积法,通过生长气压、氢气流量和沉积温度等调控手段,实现了GaS纳米片在物相组成、形核密度和横向尺寸方面的可控生长,最终获得了横向尺寸最大可达5μm的纳米片。空间限域法以其促进材料横向生长和均匀长大的优势而引起了大家的关注,本文通过调节空间间距(9,实现了GaS薄膜在5~20μm厚度范围内的可控生长;改善了GaS薄膜沿气流不均匀生长的状况,最终获得了宏观均匀区域最大可达1 cm~2的均匀薄膜。(2)GaS薄膜基探测器的制备及其光电性能研究。首先通过双层胶工艺制备了MSM型和光电导型GaS薄膜探测器及其场效应晶体管。然后通过研究GaS场效应晶体管的电学性能,结果表明,GaS薄膜的导电类型为p型电导。最后对比地研究了MSM型和光电导型GaS薄膜探测器的光电性能。结果表明,光电导型探测器的最大响应度(0.36 m A·W-1)比MSM型探测器的提升了6倍,最大比探测率(1.1×10~9 Jones)提升了近一个数量级,响应速度(18~30 ms)相当,但是最大暗电流仅仅增大了0.14 n A。(3)GaS/Si异质结宽光谱探测器的制备及其光电性能研究。首先通过负胶工艺制备了GaS/Si异质结探测器。通过研究GaS/Si异质结探测器的宽光谱响应特性,结果表明,和光电导型探测器相比,GaS/Si探测器的最大响应度(19 m A·W-1)提升了50倍,最大比探测率(3.7×1011 Jones)提升两个数量级,而响应速度(16~31 ms)相当。通过研究GaS/Si异质结探测器的自供电特性,结果表明,GaS/Si探测器在零偏压下的响应速度和偏压条件下的相当。综上,本文一方面通过生长气压、氢气流量、沉积温度和空间间距(9等调控手段,实现了Si O2衬底上GaS纳米片和薄膜的可控生长,这为其他衬底上GaS材料的生长提供了一定的指导。另一方面,通过制备欧姆接触的电极、构建GaS薄膜基异质结,这为制备高性能的GaS探测器、拓宽GaS的使用范围提供了有益的参考。
其他文献
无人机技术的不断发展,使得它被应用在越来越多的方面。而随着应用场合的拓展,也对无人机性能提出了各种不同的要求。传统的燃油无人机在日益严格的环保要求下,未来发展将受到阻碍,如今备受青睐的纯电动无人机续航依然是个问题。混合动力无人机是其中的一种发展方向,无论是燃油、燃料电池、太阳能还是超级电容哪种方式的混合。本文以油电混合动力无人直升机为例,提出一种并联型混合动力系统结构,并针对系统的发动机、电机、锂
学位
作为一种安全,高效地探究大脑内部电神经生理活动的技术,非侵入式的脑电磁脑源成像在认知与开发大脑,脑疾病临床诊断,和脑疾病康复治疗中具有巨大的应用价值。然而,由于脑源成像中反演问题的欠定性,传统方法往往需要引入先验约束以得到唯一解,这些约束往往需要满足数学上的简便而无法真实地反应脑信号神经生理学意义。因此,如何更加准确地融入信号的先验知识是E/MEG脑源成像研究中一个迫切需要解决的难题。针对这个难点
学位
骨关节炎(OA)是一种持续不可逆的软骨退化的疾病,易致残。调节关节软骨中的细胞表型和代谢对克服OA的临床挑战非常重要。半乳糖作为重要的营养物质和能量来源,在细胞中通过Leloir途径转化成许多具有重要生理功能的分子。此外,它还作为细胞外基质和细胞膜中各种酶的底物,刺激细胞响应。但目前鲜有关于半乳糖对软骨修复和再生的影响的研究,基于此,本论文开展了以下研究:首先,采用micromass法,以ATDC
学位
微电子设备和无线传感器网络的不断发展,对可持续供能电源的需求日益明显,基于环境振动的压电式俘能器由于能量采集效率高、易于加工、没有电磁干扰和容易集成等诸多优点,具有良好的研究前景。对于压电式俘能器而言,施加轴向预载不仅可以降低俘能结构的谐振频率,还可以通过调节载荷增加俘能带宽,更好的匹配随机的环境振动。然而,目前对预载压电俘能器的理论研究尚不完备,缺乏对最优输出功率、匹配电阻等重要俘能指标的定量描
学位
纸质文献是人类文明传承的重要载体之一,具有无可估量的价值。但随着时间的流逝,其酸化老化损毁越来越严重,纸质文献脱酸迫在眉睫。本文针对超声雾化法在纸质文献脱酸修复中的应用进行研究,探寻对纸质文献形变影响最小的含水率范围和干燥方式、水溶性脱酸剂适用超声雾化法的浓度范围及其超声雾化效果、超声雾化脱酸对纸质文献吸收均匀性最佳的处理浓度范围,为超声雾化法处理纸质文献的脱酸修复保护提供进一步的参考。研究了含水
学位
水凝胶在日化行业、智能材料和生物医药等领域都有着广泛的应用。通过在水凝胶的网络结构中引入氢键、配位键、动态共价键等具有动态可逆过程的结构,使水凝胶具备自修复的能力,有效提高了水凝胶的耐用性、可靠性和安全性。然而在这些材料中,自修复的速度和程度取决于这些可逆相互作用的特征时间,导致水凝胶的自修复效率不能根据实际需求进行调整。我们注意到,在基于能量驱动的耗散体系化学反应循环中,化学反应的速率依赖于体系
学位
本文研究了一维有限晶格的能量本征态和电导问题,着重研究了引线-样品的耦合强度对其体态和边缘态电导峰的不同影响。我们分别研究了有限SSH晶格、有限RM晶格、有限无序晶格和有限一维三元晶格的电导峰,这四种晶格都可以实现体态和边缘态共存。不同的有限晶格系统的电导峰既存在共同的性质也存在其独有的特性。(1)我们利用紧束缚近似方法和推广的布洛赫定理,求解了有限SSH晶格和有限RM晶格束缚态能量本征值和电导的
学位
凝胶聚合物电解质作为锂离子电池的重要组成部分,其离子导电性和强度也直接影响电池的能量密度和安全性。然而凝胶聚合物电解质通常存在着离子电导率高但是强度较差的问题,这极大限制了凝胶聚合物电解质在商业上的应用。凝胶聚合物电解质离子电导率和安全性之间的耦合关系使得实现兼具高安全性和高离子电导率的凝胶聚合物电解质成为一个热点问题。本文使用制备的聚丙烯酸酯(PA)共聚物作为聚合物基体材料来制备凝胶聚合物电解质
学位
冰霜可以造就美丽的景色,给人们带来视觉盛宴,但另一方面也会给人们的生产生活带来许多不便,更有甚者会影响人们的生命安全,因此开发有效的抗结霜技术势在必行。近年来,研究者们针对抗结霜进行了大量的探索,常用有淋水法、电加热法等。它们存在成本高、效率低、能耗高等缺陷,而利用超疏水表面改性技术抗结霜,操作简单、成本低廉、效果可控,应用前景广泛。即便如此,超疏水改性技术依旧存在许多问题,例如在平板基材上研究超
学位
烷基取代苯是一种常见的人为源挥发性有机污染物,主要存在于城市大气中,燃料燃烧和溶剂挥发是大气中烷基取代苯的主要来源。烷基取代苯是大气中二次有机气溶胶的重要前驱体,形成的二次有机气溶胶会进一步引发酸雨、光化学烟雾和雾霾等环境污染问题,并对人体健康造成危害。相关研究表明,烷基取代苯的大气氧化几乎都是由OH自由基引发的,随后人们以此为依据对烷基取代苯的大气氧化机理进行了一系列研究。然而,目前对烷基取代苯
学位