基于各向同性与异性晶体异质结的光电探测器件应用研究.pdf

目录

摘要I

AbstractIII

第一章绪论1

1.1引言1

1.2异质结光电探测器的研究现状2

1.3论文的选题依据与主要内容5

第二章异质结光电探测器的工作原理、制备及表征7

2.1光电探测器的工作原理7

2.1.1光子效应7

2.1.2光热效应8

2.2光电探测器的性能参数8

2.3异质结光电探测器的制备10

2.4异质结光电探测器的表征12

第三章Pentacene/BiSe异质结光电探测器的制备及表征15

23

3.1研究背景15

3.2实验方法16

3.3结果与讨论17

3.3.1BiSe、Pentacene薄膜的生长与表征17

23

3.3.2Pentacene/BiSe异质结光电探测器的制备21

23

3.3.3Pentacene/BiSe异质结光电探测器光电性能的表征21

23

3.3.4Pentacene/BiSe异质结光电探测器的机理分析30

23

3.4本章小结33

第四章偏振识别SnSe/Ge异质结光电探测器的制备及表征35

4.1研究背景35

4.2实验方法35

4.3结果与讨论36

4.3.1各向异性SnSe薄膜的生长与表征36

4.3.2偏振识别SnSe/Ge异质结光电探测器的制备41

4.3.3偏振识别SnSe/Ge异质结光电探测器光电性能的表征41

4.3.4偏振识别SnSe/Ge异质结光电探测器光电性能的机理分析46

4.4本章小结47

第五章总结与展望49

5.1论文总结49

5.2工作展望50

参考文献51

攻读学位期间发表的学术论著65

致谢67

摘要

由二维半导体材料所构建的高质量异质结是制备高响应度、多功能和优异稳定性光电

探测器的基础。近些年来，随着成像、环境监测、光通信等几个新兴领域的迅速发展，促

使光电探测器不断向高度集成化和小型化趋势迈进。因此，进一步发展高性能光电探测器

和片上集成光电器件是必要的。与此同时，有机半导体材料和各向异性二维材料的不断发

展为实现光电探测器由各向同性到各向异性的转换创造了新的发展机遇。为实现这一转换，

本文采用物理气相沉积的方法成功制备了两种异质结光电探测器，并研究了二者在可见光

范围内的光电检测能力。本论文的研究内容主要包含以下两个具体工作：

(1)Pentacene/BiSe有机/无机异质结光电探测器

23

纳米级尺度的有机/无机异质结作为光电探测器的核心光活性层，具有增强的光吸收、

优异的界面质量、较高的机械稳定性和层内激子动力学等诸多显著优点。然而，通过控制

生长高质量的二维Pentacene/BiSe异质结来进一步提高光电探测器的性能指标却很少被研

23

究。因此，为了进一步探索其在光电子学中的应用潜力，我们以小分子Pentacene和拓扑绝

缘体BiSe纳米薄膜为基础，可控地生长了具有清晰界面的有机/无机异质结。然后，制备

23

一种自驱动蓝光敏感异质结光电探测器。在405nm蓝光照射下，具有