ZnO纳米颗粒的紫外光探测器制备及其特性
DOI:
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作者:
作者单位:

(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)

作者简介:

袁兆林(1976-),男,江西丰城人,工学博士,副教授,主 要从事光电功材料与器件方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

陕西省自然科学基金(2017JM6090)和陕西省教育厅科研基金 (16JS016)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)


Fabrication and characteristics of ZnO nanoparticles ultraviolet photodetector
Author:
Affiliation:

(1.School of Physics and Telecommunication Engineering,Shaanxi University of T echnology,Hanzhong 723001,China; 2.Shaanxi Key Laboratory of Industrial Automati on,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723001,China)

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    摘要:

    为了发展高性能、低成本和结构简单的ZnO紫外 光探测器。在本文中,利用溶液法,制备出ZnO 纳米颗粒,采用透射电子显微镜(TEM)、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纳米颗粒的形貌、晶相结构和光学特性。结果显示:样品呈球形状的颗粒,尺寸 分布在6~8.5nm 之间,平均粒径为7.1nm,为六方纤锌矿结构。发现ZnO纳米颗 粒的陡峭吸收边出现在370nm附近,在390nm 处出现一个很强的近带边发射峰和一宽泛的可见光发光带。此外,利用制备的ZnO纳米颗粒 ,旋涂在刻蚀 有叉指电极的FTO(SnO2:F)上,制备出紫外光探测器,测试了它在暗态和365 nm紫外光照下的电流-电压(I-V) 和电流-时间(I-t)特性。结果表明:紫外光探测器的灵敏度、光响应度、响 应时间、恢复时间分别为62.4(在 -3.5V处),13.6A/W(在+5V处), 15s。另外,它的光响应机理主要由于ZnO纳米 颗粒表面吸附的氧起主导作用。

    Abstract:

    In order to develop low-cost ZnO ultraviolet photodetectors with high performance and simple structure, in this paper,ZnO nanoparticles were prepared by a solution method.The morphol ogy,crystalline structure and optical properties of ZnO nanoparticles were investigated by field emission scan ning electron microscopy (FESEM),X-ray diffractometer (XRD),ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrophot ometer and fluorescence spectroscopy,respectively.The experimental results show that the sampl es are nanoparticles with spherical shape, their size distribution ranges from 6nm to 8.5nm,and the average diameter of Z nO nanoparticles with hexagonal wurtzite structure is 7.1nm.A sharp absorption edge at about 370nm can be observed,and both a strong near edge emission peak at 390nm and a broad visible light emission band can be found.Moreover ,using the as-prepared ZnO nanoparticles,an ultraviolet photodetector was fabricated on the fluorine tin o xide coated glass substrate (FTO) patterned interdigital electrodes.Both the current-voltage and current-time ch aracteristics of the ultraviolet photodetector were examined in the dark and under 365nm UV illumina tion.The results display that the sensitivity,photoresponsivity,response time and recovery time of the photo detector are 62.4at -3.5V,13.6A/W at +5V,15s,and 79s,respectively.In addition,the photoresponse mechan ism of the ultraviolet detector is mainly that the oxygen adsorbed on the surface of ZnO nanoparticles plays a cent ral role.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

丁和胜,殷磊,袁兆林,黄文登,帅春江,邓建平. ZnO纳米颗粒的紫外光探测器制备及其特性[J].光电子激光,2018,29(10):1058~1063

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  • 收稿日期:2018-02-25
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  • 在线发布日期: 2018-11-14
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