新型快速灵敏量子点红外探测器的研制

摘要

近年来,基于胶体量子点的红外探测器凭借其优异的光电特性,已经成为纳米科技的研究热点,而由此制得的新型探测器具有反应速度快、灵敏度高的特点。其广泛的应用涉及到通讯、安全、生物以及照明等领域,在未来具有巨大的市场价值。
　　红外探测器的发展经历了很长一段历史,而目前最主要的几类红外探测器包括HgCdTe探测器,量子阱探测器(QWIP)和量子点探测器(QDIP)。量子点凭借光谱可调和工艺简易的优势使得红外探测器具有很大的发展潜力。
　　我们选择溶液工艺合成PbS胶体量子点,其中H2S气体作为S源被注入到PbS源溶液中,此工艺方法很具创新性。
　　在量子点红外探测器的制备过程中,我们首先是对制备的PbS量子点进行配体交换(使用丁胺取代表面的油酸),然后在玻璃衬底上通过光刻的方法制备Ag电极,最后用多次旋涂的工艺手段在电极上制备PbS量子点薄膜。
　　对于制得的PbS量子点和红外探测器,我们都进行了性能表征,主要包括XRD、TEM、FTIR和I-V特性分析。
　　我们合成的PbS量子点具有良好的单分散性和很高的纯度,并且在不同的生长条件下会出现不同的形貌。由其制备的红外探测器在接受光照时,产生的光电流要远大于无光条件下的暗电流,说明其具备不错的灵敏度。配体交换过程很成功,并且被丁胺置换后的PbS量子点的电学传输特性得到很大提升,由其制备的红外探测器的I-V特性的线性度有了明显提高,而且响应度也达到了A/W级别。

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1 绪 论

1.1半导体量子点及其特性

1.2 红外探测器的发展与分类

1.3 PbS量子点红外探测器

1.4 本论文研究意义及主要内容

2 PbS胶体量子点的合成

2.1 实验装置

2.2 药品及仪器

2.3 合成过程

2.4 分离纯化

3 红外探测器的制备

3.1 PbS胶体量子点的配体交换

3.2 Ag电极的制备

3.3 制备PbS量子点薄膜

4 性能表征

4.1 表征技术所用的主要实验仪器和平台

4.2 PbS量子点的X射线粉末衍射(XRD)分析

4.3 PbS量子点的透射电子显微镜(TEM)分析

4.4 PbS量子点的红外傅里叶(FTIR)分析

4.5 PbS量子点红外探测器的I-V特性分析

5 结论与展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文