Ⅱ-Ⅵ族半導體壓電納米帶的光電開關特性研究.pdf

1、隨著器件集成化、微型化和智能化的發展需要,納米材料的奇異物理、化學特性在構建納米級電子和光電子器件方面的巨大應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族半導體材料,均為直接帶隙半導體,室溫下禁帶寬度分別為3.37和3.6eV。由于尺寸效應,納米氧化鋅和硫化鋅材料具有一些獨特的性能,尤其是它們良好的光電性能成為近年來的研究熱點之一。楊培東等科學家對單根納米線的紫外光電導特性進行了研究,發現ZnO等一維納米

2、材料在紫外光照射前后其電導率會發生顯著變化。本文就利用這種優良的光電導特性,制備了兩類基于單根納米帶和納米帶薄膜的半導體光電導開關,在不同的光照條件下對其開關特性進行測試,并利用氧吸附理論對實驗結果進行了分析。主要內容有:
　　1、用熱蒸發法制備ZnO納米帶和ZnS納米帶,在200-800nm波長范圍內對其吸收光譜進行測試。實驗結果表明,ZnO納米帶對200-360nm波長的光具有不同程度的吸收,對200-300nm波長的紫外光吸

3、收強度最大。ZnS納米帶對200-340nm波長的光具有不同程度的吸收,對200-280nm波長的紫外光吸收強度最大。二者均表現出對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半導體開關。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半導體開關。在不同波長

4、的紫外光照射下,測試開關的伏安特性。實驗結果表明,在280到360nm范圍內,波長越短的紫外光引起的光電流越大,開關的靈敏度越大。與基于ZnO薄膜的開關相比,基于ZnO納米帶薄膜的光電導半導體開關具有更高的光電流響應、更好的關斷性,以及更大的靈敏度。
　　3、將制備的光電導半導體開關接入測試電路,在不同功率密度的紫外光照射下,測試開關對電路狀態的控制能力。結果表明,實驗中制備的幾種基于II-VI族納米材料的光電導半導體開關在紫外光