微纳米zno基紫外光电探测器的制备与性能研究

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1、分类号密级UDC编号硕士学位论文微纳米ZnO基紫外光电探测器的制备与性能研究TheFabricationandCharacterizationofMicro-nanoZnO-basedUltravioletPhotodetectors姓名何自娟指导教师吴春霞申请学位级别硕士专业名称材料工程论文提交日期2016年04月论文答辩日期2016年学位授予单位和日期江苏大学2016年6月答辩委员会主席_____________评阅人_____________2016年06月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的

2、内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库

3、》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生院办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日微纳米ZnO基紫外光电探测器的制备与性能研究TheFabricationandCharacterizationofMicro-nanoZnO-basedUltravioletPhotodetectors专业名称材料工程指导教师吴春霞作者姓名何自娟2016年6月江苏大学硕士学位论文摘要ZnO是最重要的II-VI族半导体材料之一，由于其自身的宽

4、直接带隙特性被广泛认为是一种非常有前途的可以应用于各种技术领域的材料，特别是应用于短波长光电器件。此外ZnO具有诸多优点，如形貌丰富、合成方法多样、原料廉价易得、热稳定性好、载流子迁移率高尤其是它的耐辐射性能十分优异，这使得ZnO材料非常适合使用于恶劣的环境中。特别地，由于微纳米结构的小尺寸效应、量子尺寸效应等，使得微纳米ZnO材料与其体材料相比具有更加优异的性能。因此，本文旨在利用ZnO微纳米结构独特的性质，以纳米科学本身的优势为依托来构建紫外光电器件，从而获得良好的光电响应性能。本文主要工作如下：1.我们采用气相传输法制备了结晶性能良好的六边形ZnO微米棒，并以磁控溅射

5、法制备了Ag电极从而构建了金属-半导体-金属（MSM）结构的紫外光电探测器，并对器件的紫外光电响应性能和机理进行分析研究。实验结果表明，在5V偏压下该器件的暗电流为5.0×10-9A，而在325nm光照下，光电流则大幅提升至约7.2×10-8A。经过拟合得到该器件的上升和恢复时间分别为2.02秒和4.66秒。2.在单根ZnO微米棒紫外光电探测器的基础上，我们又引入了ZnO量子点，成功构建了ZnO量子点修饰单根ZnO微米棒的紫外光电探测器。在量子点的修饰下器件获得了更加优异的紫外探测性能，其光电流和明暗电流比相较之前的单根ZnO微米棒都提高了约两个数量级，而上升和恢复时间则加

6、快了超过一个数量级，并且其响应度在提高的同时也得到了向短波长方向的展宽。3.我们利用实验室制备的氧化石墨烯溶液自组装成氧化石墨烯薄膜，然后将其转移到Au叉指电极上并使用抗坏血酸对其进行还原，从拉曼和电学方面分析了氧化石墨烯薄膜还原前后表面结构和导电性的改变程度。待其还原后我们再通过滴涂的方法组装上ZnO量子点，以构建ZnO量子点/还原氧化石墨烯复合结构的MSM紫外光电探测器。该器件在325nm的光照下表现出明显的明暗电流差异，且具有良好的可重复性和稳定性。关键词：量子点，ZnO微米棒，还原氧化石墨烯，电荷转移，紫外光电探测器I江苏大学硕士学位论文AbstractZnOiso

7、neofthemostimportantII–VIgroupsemiconductors,whichhasbeensuggestedasapromisingmaterialforvarioustechnologicalapplications,especiallyforoptoelectronicshortwave-lengthdevicesduetoitswideanddirectbandgap.Inaddition,ZnOhasmanyadvantagessuchasrichmorphology,variabl