基于納米壓印ZnO光電探測器的制備及性能研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)是寬禁帶半導體材料，在室溫下其禁帶寬度為3.37eV，光子能量對應紫外波段，是制備高性能紫外光電探測器的優(yōu)質材料。在常規(guī)的平面ZnO薄膜光電探測器中，ZnO的光吸收能力有限，近年來很多工作圍繞著提高ZnO薄膜光吸收能力展開，通過調控ZnO納米結構（納米線、納米棒），增加ZnO的比表面積，提高ZnO光吸收能力。然而，ZnO納米線、納米棒的制備工藝復雜，不適用于大面積ZnO光電探測器的生產(chǎn)。本文采用了適合大面積生產(chǎn)的直接熱壓

2、印的方法制備了三維結構ZnO薄膜;研究了三維納米結構的陷光作用，提高了光電探測器的光吸收性能;此外，通過摻入金納米顆粒，將ZnO光響應區(qū)間擴寬到了可見光區(qū)。
　　首先，通過溶膠-凝膠法制備ZnO前驅體溶膠，將前驅體溶膠旋涂至SiO2/Si基底得到ZnO溶膠薄膜。進一步通過納米壓印工藝，在ZnO溶膠薄膜表面構建三維納米陣列結構，利用三維納米結構的陷光作用，將ZnO薄膜光電探測器的光電流提高了15倍。
　　其次，通過溶膠-凝膠法

3、制備出粒徑均一、分散度較好的金納米顆粒溶膠。利用金納米顆粒表面自由電子的等離子共振作用將ZnO的光電響應波段擴寬到可見光區(qū)，并且與納米壓印工藝相結合制備出三維納米結構的ZnO-Au薄膜光電探測器，其光電流是平面ZnO光電探測器的26倍。
　　最后，探討了三維結構的幾何尺寸對器件性能的影響，制備了幾種不同寬深比的ZnO光電探測器，探索出光電轉化率最優(yōu)的ZnO納米結構的寬深比為866nm/40nm，對此納米結構進一步摻雜金納米顆粒，制