釩氧化物光電探測器的制備及性能研究.pdf

1、釩氧化物半導(dǎo)體材料具有寬廣的帶隙分布，部分釩氧化物的一維納米結(jié)構(gòu)也被證實(shí)具有良好的光電性能，這些都為釩氧化物在光電子學(xué)方面的潛在應(yīng)用提供了支撐。一維納米結(jié)構(gòu)由于本身的局限性，包括大的電阻、小的面積和小的光電流等等限制了其在光電子器件中的實(shí)際應(yīng)用。二維結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和大面積有序陣類結(jié)構(gòu)，其效應(yīng)是單根納米線的集合體，這無疑可以大大促進(jìn)一維微納米結(jié)構(gòu)的大規(guī)模集成化應(yīng)用。
　　基于以上考慮，本文利用水熱法從一維納米結(jié)構(gòu)的可控合成入手，制

2、備了不同形貌和尺寸的釩氧化物納米單體，著眼于構(gòu)筑有序可控大面積的納米結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，本文系統(tǒng)研究了釩氧化物二維納米材料的光電性能。本論文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)制備了尺寸較為均一的二氧化釩實(shí)心小球和空心小球，通過自組裝的方法分別制備了近似單層排列的實(shí)心球薄膜和空心球薄膜。光電測試結(jié)果表明二氧化釩實(shí)心小球具有更優(yōu)異的紅外響應(yīng)。
　　(2)通過水熱法制備了高度結(jié)晶和取向生長的VO2(A)納米線，分別構(gòu)筑了VO2(A)單根

3、和納米線薄膜光電探測原理型器件。在同樣的測試條件下，納米線薄膜器件的光電流是單根納米線的15.9倍。
　　(3)利用油-水-汽三相界面方法，制備了高度有序排列的VO2納米線陣列薄膜，納米線有序陣列的面積達(dá)到了平方毫米量級，并通過調(diào)控二氧化釩前驅(qū)體溶液的濃度和組裝的時間，實(shí)現(xiàn)了對薄膜厚度的有效控。有序排列VO2(A)納米線陣列構(gòu)筑的紅外光電器件的響應(yīng)度為0.83 mA/W。將在氮?dú)庵型嘶鸷蟮玫接行蚺帕械腣O2(M)納米線陣列。器件的

4、響應(yīng)度為0.29 mA/W，上升和下降時間分別約為327和123 ms。
　　(4)通過水熱法制備和構(gòu)筑了VO2/CNT復(fù)合薄膜的紅外光電探測器，結(jié)果表明CNT有助于增強(qiáng)VO2的紅外性能。
　　(5)基于自組裝方法，制備了有序排列的W摻雜的VO2(M)納米線陣列。在室溫下顯示出好的紅外響應(yīng)性能，器件的光電流為1.2μA，響應(yīng)度為21.4 mA/W，此性能高于純的VO2納米線陣列。
　　(6)將制備的有序VO2在空氣中退