n-ZnO/p-GaAs异质结光电探测器光电特性研究

利用脉冲激光沉积(PLD)技术在p-GaAs外延片 上生长了n型ZnO薄膜,制备了n-ZnO薄膜/p-GaAs 异质结光电探测器原型器件。X射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明, 生长在GaAs表面上的ZnO薄膜具有较高的结晶质量。在反向偏压下,器件表现出良好的近红 外探测性能,工作电压在－0.5V到－4.0V时,光谱响应 度峰值在850nm附近;当反向电压为－2.0V 时,光响应度达到饱和 ,响应度峰值达到10.17A/W。而比探测 率峰值则在－2.0V达到最大值2.06×10¹⁰ cm Hz1/2/W, 之后下降。反向工作电压下的光谱响应度和比探测率曲线表明, 器件对850nm附近的近红外光具有较强的选择性(FWHM 约为30nm)。     

ZnO基异质结紫外探测器光电特性研究

n-ZnO/p-Si异质结紫外探测器存在响应度低和响应范围广的问题,为了获得更好的紫外探测性能,设计了一种n-ZnO/p-SiC异质结紫外探测器。应用TCAD仿真软件模拟了n-ZnO/p-SiC异质结紫外探测器的光学和电学特性,模拟结果表明：n-ZnO/p-SiC异质结紫外探测器暗电流为10^-15 A,较n-ZnO/p-Si异质结紫外探测器降低了一个数量级;ZnO/p-SiC探测器响应度高达0.41 A/W,较n-ZnO/p-Si器件提高了156%,且n-ZnO/p-SiC紫外探测器仅对紫外光有响应,有效抑制了n-ZnO/p-Si紫外探测器对可见光的响应。     

n-ZnO/p-Si异质结UV增强型光电探测器的研究

采用平面工艺,在p+-Si背底上电子束蒸发Al制作欧姆电极,在p-Si外延层上溅射掺Al的 ZnO薄膜,再蒸发Al作有源区欧姆电极,研制成n-ZnO/p-Si异质结UV(ultraviolet)增强型光电探测器。测试结果表明:器件明显增强了200～400 nm紫外光的响应,同时保持了传统的Si探测器对波长大于400 nm波段的光谱响应,在330,420,468、525 nm附近有四个明显的光谱峰值响应。器件光致发光谱(PL)在371 nm处有发光峰值。     

金属氧化物异质结光电探测器研究进展

金属氧化物（metal oxide,MO）因其具有易于制备、高稳定性、对载流子的选择性传输等优点,被广泛应用于光电探测领域。MO材料具有较强的光吸收,但表面效应和缺陷态等问题导致了MO光电探测器响应速度低和暗电流较大的问题。异质结中的内建电场可以有效促进光生电子-空穴对的分离,从而提升器件响应速度和降低器件暗电流。因此,构建金属氧化物异质结光电探测器（heterojunction photodetectors,HPDs）,对于MO在光电子领域的进一步应用具有重要的意义。本文先介绍了MO的界面性质,然后围绕PN、PIN和同型异质结3种结构,对金属氧化物HPDs的工作机制进行了阐述。接着对响应波段在紫外-可见-近红外光区的、具有不同结构的MO/MO和MO/Si HPDs的性能参数进行了分析和比较,并讨论了金属氧化物HPDs的性能优化方法,最后对金属氧化物HPDs的发展进行了展望。     

等离子体增强型ZnO基纳米线异质结阵列光电探测器

低维ZnO基光电探测器具有高响应性和高光子吸收能力。然而,ZnO较窄的吸收范围以及较低的光生载流子寿命限制了低维ZnO材料在光电子学中的潜在应用。该研究展示了一种零维(0D)金属纳米等离子体增强氧化锌纳米线(ZnO)-硒化锌(ZnSe)异质结阵列的新型光电探测器。与基于单纯ZnO纳米线阵列的探测器件比较表明,该探测器具有优异的光电响应性能。在可见光作用下,该器件的响应度和平均上升(下降)时间分别为1.7 mA/W和1.812 ms (1.803 ms),在10 h连续测试中表现出优异的稳定性,为开发高性能光电探测器提供了一种低成本、可规模化的方法,有望在可穿戴设备、光通信系统、环境传感器等多方面得到应用。     

异质结光电探测器的性能研究

光电探测器用于将光纤传输的光信号转变为电信号，是半导体光电子学的重要器件。本文主要介绍几种异质结光电探测器的器件结构和工作原理，旨在探讨异质结光电探测器的研究现状和发展趋势。     

异质结光电探测器的性能研究

光电探测器用于将光纤传输的光信号转变为电信号,是半导体光电子学的重要器件。本文主要介绍几种异质结光电探测器的器件结构和工作原理,旨在探讨异质结光电探测器的研究现状和发展趋势。     

n-ZnO／p-GaN异质结界面工程

宽禁带直接带隙半导体材料ZnO与GaN在晶体结构、晶格常数以及能带宽度等方面具有非常相似的特性。ZnO在高自由激子结合能（60meV）、适于湿法刻蚀以及对环境友好等方面具有优势，在短波长低阈值发光二极管（LED）以及激光二极管等方面具有广阔的应用前景。但ZnO在稳定的P型掺杂方面遇到很大的挑战，高亮度ZnO同质结型发光二极管的制作具有很大的难度。     

n-ZnO/p-Si紫外至近红外增强型广谱光探测器

采用直流反应溅射法,在一定的溅射功率和衬底温度等条件下控制气体组分,优选Ar:O2＝8:1成功研制出高响应度n-ZnO/p-Si紫外至近红外增强型广谱光探测器.实验关键是利用缺O法在n-ZnO薄膜内有效引入O缺位Vo,而Vo可增强紫蓝波段的光响应.测试结果显示,ZnO薄膜的光致发光(PL)谱除在388 nm处存在紫外带边发射主峰外,还在416 nm处出现由O缺位导致的发射峰;X射线衍射(XRD)谱表明,薄膜中的晶体为高c轴取向的纤锌矿结构;n-ZnO/p-Si光探测器在光照时I-V特性显示,光电流随反向偏压的增加迅速上升;在5 V的反向偏压下,紫外区(310～388 nm)的光响应高达0.75～1.38 A/W,紫蓝光区(400～430 nm)的光响应大大增强,400～800 nm波段的光谱响应稳定在0.90 A/W.     

MgO界面层对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED光电性能的影响

为了较好地实现n-ZnO的电致发光(EL),利用水热法在p-GaN外延片上制备了ZnO纳米棒阵列,构造了n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED原型器件,并研究了MgO界面层对器件光电性能的影响。结果表明,n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结器件具有明显的二极管整流效应。室温、正向偏压下,n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED仅在430nm附近具有单一的发光峰,而n-ZnO纳米棒/MgO/p-GaN异质结LED的电致发光光谱由一个从近紫外到蓝绿光区的宽发光带组成。结合光致发光(PL)谱和Anderson能带模型,深入分析了n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结的载流子复合机制。     

A p-silicon nanowire/n-ZnO thin film heterojunction diode prepared by thermal evaporation

This paper represents the electrical and optical characteristics of a SiNW/ZnO heterojunction diode and subsequent studies on the photodetection properties of the diode in the ultraviolet （UV） wavelength region. In this work, silicon nanowire arrays were prepared on p-type （100）-oriented Si substrate by an electroless metal deposition and etching method with the help of ultrasonication. After that, catalyst-free deposition of zinc oxide （ZnO） nanowires on a silicon nanowire （SiNW） array substrate was done by utilizing a simple and cost-effective thermal evaporation technique without using a buffer layer. The SEM and XRD techniques are used to show the quality of the as-grown ZnO nanowire film. The junction properties of the diode are evaluated by measuring current-voltage and capacitance-voltage characteristics. The diode has a well-defined rectifying behavior with a rectification ratio of 190 at -t-2 V, turn-on voltage of 0.5 V, and barrier height is 0.727 eV at room temperature under dark conditions. The photodetection parameters of the diode are investigated in the bias voltage range of ± 2 V. The diode shows responsivity of 0.8 A/W at a bias voltage of 2 V under UV illumination （wavelength = 365 nm）. The characteristics of the device indicate that it can be used for UV detection applications in nano-optoelectronic and photonic devices.     

ZnO:Al/n-ZnO/p-GaN异质结电致发光特性研究

利用ZnO和GaN材料制备了ZnO:Al/n-ZnO/p-GaN透明电极异质结发光二极管。通过SEM、TEM和荧光光谱对ZnO纳米棒进行了结构表征和发光特性表征。通过半导体特性分析系统和光谱测试技术对ZnO:Al/n-ZnO/p-GaN异质结进行了电致发光性能测试和机理分析。结果表明该器件能产生有效的蓝紫色电致发光,其发光分别来自于n型ZnO、p型GaN以及界面辐射;并且采用ZnO:Al作为透明电极可以提高该器件的出光效率。该异质结可应用于高效率短波发光器件。     

n-ZnO/p-GaN异质结构发光二极管的制备与特性

报道了n-ZnO/p-GaN异质结构发光二极管的制备及其发光特性.采用金属有机气相外延技术在Mg掺杂p型GaN衬底上外延n型ZnO薄膜以形成p-n结.实验发现在一定配比的HF酸和NH4Cl溶液中,腐蚀深度和腐蚀时间呈线性关系,并且二氧化硅和ZnO的腐蚀速率得到很好的控制,这对器件制备的可靠性非常重要.电流-电压(I-V)特性测试显示该器件结构具有明显的整流特性.室温下,在正反向偏压状态下都可用肉眼观察到电致发光现象.同时,通过与光致发光谱进行比较,对电致发光谱中发光峰的起源和发光机制进行了探讨.     

Fabrication and Emission Properties of a n-ZnO/p-GaN Heterojunction Light-Emitting Diode

报道了n-ZnO/p-GaN异质结构发光二极管的制备及其发光特性.采用金属有机气相外延技术在Mg掺杂p型GaN衬底上外延n型ZnO薄膜以形成p-n结.实验发现在一定配比的HF酸和NH4Cl溶液中,腐蚀深度和腐蚀时间呈线性关系,并且二氧化硅和ZnO的腐蚀速率得到很好的控制,这对器件制备的可靠性非常重要.电流-电压(I-V)特性测试显示该器件结构具有明显的整流特性.室温下,在正反向偏压状态下都可用肉眼观察到电致发光现象.同时,通过与光致发光谱进行比较,对电致发光谱中发光峰的起源和发光机制进行了探讨.     

The investigation of Al-doped ZnO as an electron transporting layer for visible-blind ultraviolet photodetector based on n-ZnO nanorods/p-Si heterojunction

An n-ZnO nanorods/p-Si heterojunction photodetector with Al-doped ZnO (AZO) as an electron transporting layer was fabricated. The heterojunction with 20 nm AZO film showed a better characteristic than that of the device without AZO, and it displays a rectification ratio of 8470 at ±3 V and a turn-on voltage of 1.8 V. Also, based on spectral responsivity measurement, the device with AZO coating showed higher responsivity and better visible-blind detectivity than those without AZO, and the peak responsivity of the photodetector with AZO was as high as ~0.49 A/W at 354 nm. Furthermore, the photodetector with AZO layer showed a bigger UV–visible responsivity ratio (R_354 nm / R_546 nm) than that of the photodetector without AZO coating at −2 V. The role of AZO layer was illustrated through energy band theory and the electron transport mechanism.