丁和胜,殷磊,袁兆林,任亚杰,黄文登,邓建平.ZnO纳米晶薄膜/p-Si异质结制备及其光电特性[J].光电子激光,2018,29(5):499~504
ZnO纳米晶薄膜/p-Si异质结制备及其光电特性
Fabrication and optoelectronic characteristics of ZnO nanocrystalline thin film/p-Si heterojunction
投稿时间:2017-09-06  
DOI:
中文关键词:  ZnO纳米晶  异质结  光透过率  整流率
英文关键词:ZnO nanocrystals  heterojunction  optical transmittance  rectification ratio
基金项目:陕西省自然科学基金(2017JM6090)和陕西省教育厅自然科学基金(16JK1135)资助项目 (1.陕西理工大学 物理与电信工程学院,陕西 汉中 723001; 2.陕西理工大学 陕西省工 业自动化重点实验室,陕西 汉中 723001)
作者单位
丁和胜 陕西理工大学 物理与电信工程学院,陕西 汉中 723001 
殷磊 陕西理工大学 物理与电信工程学院,陕西 汉中 723001 
袁兆林 陕西理工大学 物理与电信工程学院,陕西 汉中 723001 
任亚杰 陕西理工大学 物理与电信工程学院,陕西 汉中 723001 
黄文登 陕西理工大学 物理与电信工程学院,陕西 汉中 723001 
邓建平 陕西理工大学 陕西省工 业自动化重点实验室,陕西 汉中 723001 
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中文摘要:
      为了发展高性能、低成本和结构简单的ZnO纳米 器件,在本文中,利用简便的热分解法,在p型 硅(p-Si)基底上制备ZnO纳米晶薄膜,利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪 (XRD)、紫外- 可见分光光度计和荧光光谱仪,分别研究了ZnO纳米晶薄膜的形貌、晶相结构和光学特性。 结果显示:在 p-Si基底上形成不规则颗粒状ZnO纳米晶,为多晶六方纤锌矿结构。ZnO纳米晶薄膜在可 见光区光透过率 高于90%,光学带宽为3.26eV,仅在 387nm处出现一个很强的近带边(NBE)发射峰。进一步发现ZnO纳米 晶薄膜/p-Si异质结在暗态和365nm紫外光照射下都出现整流特性, 形成了二极管。在暗态下,该二极管的 整流率为3.95(±2.46 V),开启电压约为0.7V,理想因 子为4.65,反偏饱和电流为4.57×10-8 A。在365nm的 紫外光照射下,它的整流率高达24.85(±0.65V),说明它对365nm的紫外光有很高的响应,适合用于紫外光探测 器。
英文摘要:
      In order to develop low-cost ZnO nanodevices with high performance an d simple structure,in this paper,ZnO nanocrystalline thin films were prepared on p-type silicon (p-Si) s ubstrates by thermal decomposition method.The morphology,crystalline structure a nd optical properties of ZnO nanocrystalline thin films were investigated by field emission scanning electron microscopy (FESEM),X-ray diffractometer (XRD),ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrophotometer and the f luorescence spectroscopy, respectively.The results show that the irregular particle-like ZnO nanocryst als with a polycrystalline hexagonal wurtzite structure are formed on the p-Si substrate.The optical transmittance of ZnO nanocrystalline thin films in the visible region is above 90%,its optical bandgap is 3.26eV,and only a stro ng near band edge (NBE) emission peak is found at 387nm.Moreover,it is found that the ZnO nanocrysta lline thin film/p-Si heterojunction exhibits rectifying behavior in the dark and under 365nm UV ill umination,indicating the formation of a diode.In the dark,the rectification ratio,turn-on voltage,id eal factor and reverse-bias saturation current of this diode are 3.95(±2.46V),0.7V,4.65and 4.57×10-8 A,res pectively.Under 365nm UV illumination, its rectification ratio is increased sharply to 24.85(±0.65V),suggesting that this diode has a high response to 365nm UV illumination,and it is suitable to be applied as UV photodetectors.
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