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。     

石墨烯/硅异质结光电导型探测器光电响应及噪声

设计并制备了石墨烯/硅异质结光电导型光电探测器,重点分析了光电响应与噪声性能。相比纯硅光电导探测器,石墨烯/硅异质结光电导探测器对635 nm波长激光的净光电流从20μA提升至260μA,与此同时,其1 Hz噪声幅值从3.2×10^-17 A²/Hz增加至2.1×10^-16 A²/Hz。进一步比较两种探测器的相对信噪比(净光电流/1 Hz噪声幅值),发现石墨烯/硅异质结探测器的相对信噪比(1.2×10¹⁸)优于纯硅探测器的(6.3×10¹⁷)。此外,探究了石墨烯条带尺寸对于光电响应及噪声的影响,发现随着石墨烯条带长度的增加,探测器的光电响应与噪声呈下降趋势;随着石墨烯条带宽度的增加,探测器的光电响应与噪声呈上升趋势。进一步比较了不同石墨烯条带长宽比探测器的净光电流与相对信噪比,发现净光电流随着长宽比的增大而减小,而相对信噪比随着长宽比的增大而增加。此外,通过沉积Al₂O₃对探测器的噪声进行了抑制。最后,利用栅压调制...