隨著光電子技術(shù)的發(fā)展,作為其重要環(huán)節(jié)的半導(dǎo)體光電探測在國防軍事和國民經(jīng)濟生活中都有廣泛的應(yīng)用。但是半導(dǎo)體光電探測器件基于半導(dǎo)體能帶理論,只有入射光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度,才能實現(xiàn)光電探測。寬禁帶半導(dǎo)體由于其禁帶寬度的限制,只能在紫外波段響應(yīng),使其發(fā)展與應(yīng)用受到明顯制約,然而改變材料禁帶寬度的通常方法是對材料進行摻雜,這樣材料的本身性質(zhì)就會發(fā)生改變,所以需要利用新概念新方法解決目前的瓶頸。表面等離激元光子學(xué)的出現(xiàn)及由其發(fā)展的熱電子效應(yīng)為解決該限制提供了一種可行的方法。表面等離激元可以實現(xiàn)在納米尺度實現(xiàn)對光的操控,其共振波長可以通過微納結(jié)構(gòu)參數(shù)進行有效調(diào)控。因此,由等離激元共振非輻射衰減產(chǎn)生的熱電子進行光電探測可實現(xiàn)探測不受半導(dǎo)體材料的禁帶寬度限制。利用熱電子實現(xiàn)光探測早已出現(xiàn),但是金屬的光吸收太低導(dǎo)致熱電子探測器的效率很低,利用等離激元誘導(dǎo)激發(fā)熱電子可以有效的提高探測器的效率。但是對于這種新型的熱電子光電探測,目前對于器件設(shè)計、效率提高、熱電子產(chǎn)生輸運機制等方面仍需要大量的工作進行深入研究。本論文通過利用薄膜及微納加工工藝制備基于寬禁帶半導(dǎo)體（氧化鋅ZnO、銦鎵鋅氧化物IGZO）... 

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 半導(dǎo)體光電探測研究基礎(chǔ)
        1.2.1 半導(dǎo)體光電探測原理
        1.2.2 半導(dǎo)體光電探測器的分類和應(yīng)用
        1.2.3 半導(dǎo)體光電探測器的性能參數(shù)
        1.2.4 本節(jié)小結(jié)
    1.3 薄膜晶體管研究基礎(chǔ)
        1.3.1 薄膜晶體管的工作機制
        1.3.2 薄膜晶體管的性能參數(shù)
        1.3.3 本節(jié)小結(jié)
    1.4 表面等離激元光子學(xué)
        1.4.1 表面等離激元概念及原理
        1.4.2 表面等離激元的數(shù)值計算方法
        1.4.3 表面等離激元特征與應(yīng)用
        1.4.4 本節(jié)小結(jié)
    1.5 表面等離激元熱電子探測機制
        1.5.1 表面等離激元熱電子概念及原理
        1.5.2 等離激元誘導(dǎo)熱電子在光電探測領(lǐng)域相關(guān)研究應(yīng)用
    1.6 本文的研究目的和主要研究內(nèi)容
第二章 器件制備方法及表征手段
    2.1 薄膜制備工藝
        2.1.1 磁控濺射
        2.1.2 真空熱蒸發(fā)
        2.1.3 紫外光刻
    2.2 薄膜及器件表征及測試手段
        2.2.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.2 原子力顯微鏡(AFM)
        2.2.3 光譜橢偏儀
        2.2.4 紫外可見分光光度計
        2.2.5 器件性能測試
第三章 AuNPs/ZnO復(fù)合薄膜及MSM型光電探測器制備與特性研究
    3.1 ZnO薄膜的制備及表征
        3.1.1 實驗樣品制備
        3.1.2 器件形貌及光學(xué)性能測試
        3.1.3 器件電學(xué)性能測試
        3.1.4 薄膜制備方法改進
        3.1.5 高溫退火對薄膜性能的影響
    3.2 AuNPs/ZnO復(fù)合薄膜的制備及表征
        3.2.1 金納米顆粒(AuNPs)的制備及表征
        3.2.2 AuNPs/ZnO復(fù)合薄膜的制備及表征
        3.2.3 基于叉指電極測試的AuNPs/ZnO復(fù)合薄膜光電探測器件的制備及表征
    3.3 ZnO薄膜晶體管的制備及表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 金納米顆粒修飾的IGZOTFT制備及其特性
    4.1 IGZO薄膜有源層制備條件對器件性能的影響
        4.1.1 濺射氣體氛圍和退火溫度對薄膜性能的影響
        4.1.2 濺射時間(薄膜厚度)對薄膜性能的影響
    4.2 基于薄膜晶體管的IGZO熱電子探測器的制備和表征
        4.2.1 IGZOTFT的制備和表征
        4.2.2 修飾有金納米顆粒的IGZO薄膜晶體管的制備和表征
        4.2.3 工藝改進后IGZO/AuNPs薄膜晶體管的制備和表征
        4.2.4 不同溝道長寬比對薄膜晶體管性能的影響
    4.3 基于金屬背柵的IGZO熱電子探測器的相關(guān)模擬研究
        4.3.1 模型建立
        4.3.2 模擬結(jié)果分析
        4.3.3 金屬柵極相關(guān)光學(xué)模擬
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 論文工作總結(jié)
    5.2 研究展望
參考文獻
作者簡介
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]金屬微納結(jié)構(gòu)中的熱電子[J]. 潘美妍,李強,仇旻.  物理. 2016(12)
[2]原子力顯微鏡的基本原理及其方法學(xué)研究[J]. 朱杰,孫潤廣.  生命科學(xué)儀器. 2005(01)

博士論文
[1]ZnO薄膜制備及性質(zhì)研究[D]. 馬勇.重慶大學(xué) 2004

碩士論文
[1]薄膜厚度的橢圓偏振光法測量[D]. 王益朋.天津大學(xué) 2010



本文編號：3659443