氧化锌基纳米复合结构的制备及光电性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shadao
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氧化锌由于其禁带宽度为3.37 e V且为直接带隙半导体材料,使其成为紫外光电探测器的热门材料之一。通过制备氧化锌纳米复合结构可以进一步提高器件的光电性能,具有很高的研究价值和应用潜力。本文分别通过光沉积和连续离子层吸附和交换法制备了Ag/ZnO、ZnS/ZnO和Ag2S/ZnO纳米复合结构以提高光电性能,主要研究内容如下:(1)首先本文对高质量纳米氧化锌阵列的制备进行了研究,在ITO衬底上制备种子层后用水热法可以得到高质量氧化锌纳米阵列,研究了溶液浓度对形貌的影响,发现0.03 mol/L的条件较好。之后通过光沉积的方法成功制备了Ag/ZnO纳米复合结构,改变紫外光功率、硝酸银浓度及反应时间,研究不同条件对纳米复合结构的影响,发现可以通过改变实验参数控制纳米复合结构的形貌和成分并使吸收边红移。在此基础上制备MSM型光电探测器,研究纳米复合结构对光电性能的影响,在365 nm光源下进行测试,发现该复合结构能够提高光电性能,且银纳米颗粒存在最优含量。(2)之后通过连续离子层吸附和交换法成功制备ZnS/ZnO和Ag2S/ZnO纳米复合结构,改变反应时间、硝酸银浓度及反应循环次数,研究不同条件对纳米复合结构的影响,发现可以通过改变实验参数控制纳米复合结构的形貌和成分,其中ZnS/ZnO纳米复合结构不影响吸收边位置,而Ag2S/ZnO纳米复合结构可以使吸收边红移。(3)接下来在ZnS/ZnO和Ag2S/ZnO纳米复合结构的基础上制备MSM型光电探测器,研究不同条件对器件性能的影响,在365 nm光源下进行测试,发现复合结构能够提高光电性能。对器件进行光响应测试,器件的最大响应度为0.026 A/W,最大响应波长376 nm。
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