Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體壓電納米帶的光電開(kāi)關(guān)特性研究.pdf

1、隨著器件集成化、微型化和智能化的發(fā)展需要,納米材料的奇異物理、化學(xué)特性在構(gòu)建納米級(jí)電子和光電子器件方面的巨大應(yīng)用潛力引起了人們廣泛興趣。氧化鋅(ZnO)和硫化鋅(ZnS)是典型的Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體材料,均為直接帶隙半導(dǎo)體,室溫下禁帶寬度分別為3.37和3.6eV。由于尺寸效應(yīng),納米氧化鋅和硫化鋅材料具有一些獨(dú)特的性能,尤其是它們良好的光電性能成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。楊培東等科學(xué)家對(duì)單根納米線的紫外光電導(dǎo)特性進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)ZnO等一維納米

2、材料在紫外光照射前后其電導(dǎo)率會(huì)發(fā)生顯著變化。本文就利用這種優(yōu)良的光電導(dǎo)特性,制備了兩類基于單根納米帶和納米帶薄膜的半導(dǎo)體光電導(dǎo)開(kāi)關(guān),在不同的光照條件下對(duì)其開(kāi)關(guān)特性進(jìn)行測(cè)試,并利用氧吸附理論對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。主要內(nèi)容有:
　　1、用熱蒸發(fā)法制備ZnO納米帶和ZnS納米帶,在200-800nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)其吸收光譜進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,ZnO納米帶對(duì)200-360nm波長(zhǎng)的光具有不同程度的吸收,對(duì)200-300nm波長(zhǎng)的紫外光吸

3、收強(qiáng)度最大。ZnS納米帶對(duì)200-340nm波長(zhǎng)的光具有不同程度的吸收,對(duì)200-280nm波長(zhǎng)的紫外光吸收強(qiáng)度最大。二者均表現(xiàn)出對(duì)紫外光的選擇性吸收特性。
　　2、采用磁控濺射和光刻工藝在SiO2/Si基底上制作Pt叉指電極,將單根納米帶組裝在電極上,制備出基于單根納米帶的光電導(dǎo)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。將ZnO納米帶和ZnS納米帶均勻的分散在電極表面組裝為納米帶薄膜,分別制備出基于ZnO納米帶和ZnS納米帶薄膜的光電導(dǎo)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)。在不同波長(zhǎng)

4、的紫外光照射下,測(cè)試開(kāi)關(guān)的伏安特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在280到360nm范圍內(nèi),波長(zhǎng)越短的紫外光引起的光電流越大,開(kāi)關(guān)的靈敏度越大。與基于ZnO薄膜的開(kāi)關(guān)相比,基于ZnO納米帶薄膜的光電導(dǎo)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)具有更高的光電流響應(yīng)、更好的關(guān)斷性,以及更大的靈敏度。
　　3、將制備的光電導(dǎo)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)接入測(cè)試電路,在不同功率密度的紫外光照射下,測(cè)試開(kāi)關(guān)對(duì)電路狀態(tài)的控制能力。結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)中制備的幾種基于II-VI族納米材料的光電導(dǎo)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)在紫外光