化学水浴法合成硫化铅探测器的红外响应研究

硫化铅探测器具有短波红外高灵敏度、低俄歇噪声等优点,其中化学水浴法合成的硫化铅薄膜可与CMOS半导体工艺兼容,有利于实现低成本高性能的面阵探测器。然而,目前对化学水浴法合成硫化铅探测器的研究主要集中在较大尺寸的单元探测器。本文基于化学水浴法合成硫化铅薄膜,利用离子束刻蚀工艺,制备了10～200μm尺寸的硫化铅光电探测器,研究了器件光电性能随电阻、长宽比、线宽等参数的变化。结果表明,随着尺寸的减小,硫化铅光电探测器的响应度逐渐增加,在1550 nm短波红外光的照射下,10μm级器件的响应度达到了51.68 A/W,约为200μm级器件的123倍,且在可见光和2.7μm红外波长下也具有良好的宽波段光电响应。本文研究的微米尺寸探测器件可为硫化铅探测器研究提供一定的支撑。     

石墨烯位置对SY荧光淬灭效率的影响规律研究

荧光淬灭被广泛应用于生物检测、环境检测以及重金属检测等领域。研究表明,石墨烯(graphene, Gr)是一种有效的荧光淬灭剂,可以淬灭各种有机染料涂层。以超级黄色发光PPV共聚物(super yellow, SY)作为荧光染料,通过制备4种不同叠层结构来研究石墨烯的位置对SY荧光淬灭的影响规律,并分析其淬灭机理。结果表明Gr/SY/Gr结构的荧光淬灭效率最佳,且淬灭机理为基于电子转移的动态淬灭。该研究将促进石墨烯在生物传感器、生物荧光标记、环境污染检测等领域的应用。     

Rubrene/TPD表面及其界面的AFM和XPS研究

在indium-tin-oxide(ITO)玻璃上采用多源蒸发的方法制备了红荧烯(Rubrene)/TPD样品。由原子力显微镜(AFM)得到的表面形貌图显示Rubrene膜具有良好的均匀性。利用X射线光电子能谱仪(XPS)研究了两种材料表面和界面的电子态。由Rubrene/TPD的表面分析可知,C1s精细谱中有3个峰最强的峰是由氧化造成的,而不是对应于芳香碳(284.55eV)。空气中的O2和H2O扩散到样品里形成O1s峰。用氩离子束溅射剥蚀表面,随着时间的增长,芳香碳对应的峰越来越强,282.45和289.62eV处的峰则迅速消失,当溅射时间超过4920s时,在2847eV处引入了一个新的峰,对应于C—N键。O1s峰迅速减弱是因为氧沾污的去除。N1s谱中的N—C键缓慢增强,到达界面附近时峰的强度变得稳定。C1sN1s和O1s谱中都有峰发生化学位移。     

单靶磁控溅射法制备Cu_2ZnSnS_4薄膜及其异质结光电探测器

采用单靶磁控溅射法制备了铜锌锡硫(CZTS)薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)和扫描电镜(SEM)分别对CZTS薄膜的物相结构、光学性能以及表面形貌进行表征,结果表明,退火后的CZTS薄膜具有单一相的锌黄锡矿结构、适合的禁带宽度(1.51eV)以及平整致密的表面形貌。通过制备CZTS/n-Si异质结光电探测器,光电性能测试显示,器件在450,635和980nm波长的光源下均具有良好的光伏效应。在0V偏压,功率密度为3mW/cm~2的980nm光源照射条件下,器件的响应的上升时间(τr)和下降时间(τd)分别为τr=41ms,τd=126ms,电流开关比为434.9。CZTS/n-Si异质结结构有利于提高载流子的分离效率,比纯n-Si探测器与纯CZTS探测器具有更大的电流开关比,为低成本、高性能及环境友好光电探测器提供新方案。