磷化銦納米線及其平面陣列的制備和光探測(cè)研究.pdf

1、磷化銦(InP)作為一種重要的Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體材料，由于具有獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)特性，近年來(lái)受到了廣泛的的關(guān)注和研究。大量的研究表明其在高頻電子器件、太陽(yáng)能電池、光探測(cè)等方面有很好的應(yīng)用前景。相對(duì)InP塊體和薄膜材料，一維納米線具有更高的比表面積，因此能極大提高光生載流子在材料中的傳輸速率，進(jìn)而提高其光電探測(cè)能力。本文主要采用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉淀法制備高質(zhì)量InP納米線和平面納米線陣列，并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)的研究了它們的表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)

2、、電學(xué)性質(zhì)及其光電探測(cè)性能，主要成果歸納如下:
　　(1)利用Au作為催化劑，在Si片上通過(guò)改進(jìn)的化學(xué)氣相沉淀法生長(zhǎng)出大量高質(zhì)量的InP納米線，納米線表面干凈，尺寸主要分布在20-40 nm之間，XRD和TEM顯示了實(shí)驗(yàn)中所得的納米線屬于立方相并且有很好的結(jié)晶質(zhì)量。常溫下單根納米線的光致發(fā)光光譜和拉曼散射光譜再次佐證了納米線具有很高的結(jié)晶牲。這也為制作高性能的電學(xué)和光電器件提供了可能性。
　　(2)利用高精度的電子束曝光方法

3、，在SiO2/Si襯底上構(gòu)建單根InP納米線的背柵結(jié)構(gòu)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。測(cè)試顯示納米線表現(xiàn)出典型的n型半導(dǎo)體特性，電子遷移率達(dá)到212 cm2/V·s。進(jìn)一步，本文以520 nm的激光器為光源，原位測(cè)試納米線的光探測(cè)性能。結(jié)果表明我們的探測(cè)器有出色的光響應(yīng)能力，其靈敏度和外量子效率分別高達(dá)4.2×103 A/W和1×106％，光開(kāi)關(guān)時(shí)間τr和τd分別是70 ms和120 ms。這些參數(shù)使得本文的探測(cè)器與同類型的InP器件相比具有很大的優(yōu)勢(shì)。