金属局域表面等离子体修饰的氧化锌基紫外探测器的性能研究

摘要

ZnO是一种六方晶体结构的直接带隙的半导体材料（禁带宽度为3.37 eV），具有缺陷密度低、环保、原材料分布广泛、抗辐射能力强、可在低温环境下外延生长等优点。并且通过调节Mg元素掺杂量，ZnO基薄膜材料的禁带宽度可在3.37 eV~7.80 eV范围内连续调节。因此，这种优良的紫外光电材料受到了人们的广泛关注。
　　本论文主要利用射频磁控溅射技术来制备ZnO基薄膜，并通过光刻工艺制备成金属-半导体-金属（MSM）结构的ZnO基紫外光电探测器。主要研究了ZnO基薄膜的结晶性及光学性能；并基于金属局域表面等离子激元理论，提升ZnO基薄膜的光学吸收和探测器的响应度，从而制备高性能紫外光电探测器。所做的工作如下：
　　1.研究了包埋 Pt纳米粒子对紫外探测器响应性能的影响。结果表明，包埋Pt纳米粒子可以明显提高探测器响应度，且响应度值跟着 Pt纳米粒子在薄膜中包埋深度增加然后逐渐上升。
　　2.通过在 MSM型 ZnO紫外光电探测器中包埋不同深度的 Pt纳米粒子，结合改变包埋深度和入射光方向这两个因素来达到调控响应度的目标。
　　3.制备了 Pt/ZnO多层薄膜结构的紫外探测器。实验结果表明，薄膜包埋适量Pt纳米粒子层可以极大提高器件的响应性能。
　　4.使用 Pt纳米粒子表面修饰 MgZnO紫外探测器，实验结果显示Pt纳米粒子可以显著提高探测器的响应性能，随着 Pt纳米粒子溅射时间的增长，器件的响应度先上升后下降。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1引言

1.2半导体光电探测器

1.3 ZnO基紫外探测器的发展现状

1.4论文选题依据和主要研究内容

第二章 ZnO基紫外探测器的制备方法及其测试手段

2.1 ZnO基薄膜材料的制备技术

2.2 ZnO基紫外探测器的制备方法

2.3 ZnO基薄膜及紫外探测器的表征手段

第三章 包埋Pt纳米粒子的ZnO紫外探测器的制备及其性能研究

3.1 金属局域表面等离子体的基本理论

3.2 包埋不同深度Pt纳米粒子的ZnO紫外光电探测器的制备及性能研究

3.3 响应度增强可调节的ZnO紫外光电探测器

3.4 小结

第四章 基于Pt/ZnO多层结构的紫外光电探测器的制备及性能研究

4.1 基于Pt/ZnO多层结构的紫外光电探测器的制备

4.2 基于Pt/ZnO多层结构的紫外光电探测器的性能研究

4.3 小结

第五章 表面修饰Pt纳米粒子的MgZnO紫外探测器的制备及其性能研究

5.1 表面修饰Pt纳米粒子的MgZnO紫外探测器的制备及其性能研究

5.2 小结

第六章 结论与展望

致谢

参考文献

在学期间学术成果情况