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半导体光电探测器

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南京理工大学
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基于溶液工艺的低维半导体光电探测器构筑及其性能研究

光电探测器是实现光信号与电信号转变的关键部件,在环境监测、工业生产、光通信以及光成像等领域都有广泛应用,已经成为各国信息与技术革新的关键研究点。传统的光电探测器主要采用真空法进行构筑,与柔弹性、尤其是纤维状衬底兼容性差,无法满足当前柔性、可穿戴光电子器件的发展趋势,而溶液工艺可以解决以上问题。溶液工艺具有易于大面积构筑、兼容柔弹性甚至是纤维状等复杂衬底以及低成本的优势,在低维半导体材料的光电子器件中潜力巨大。然而基于全溶液工艺构筑的光电探测器研究极少,且在多种溶液工艺兼容性、薄膜质量以及界面接触等方面仍有待提升。本学位论文基于光电性能优异的Zn0低维结构材料,采用全溶液工艺构筑了全印刷柔性和纤维状自驱动的新型光电探测器;此外,采用溶液工艺构筑了基于CsPbBr3的高性能可见光电探测器,并进一步通过局域表面等离子体共振(LSPR)等方法实现探测性能的大幅提升,并阐述了其机理。主要的研究成果如下:(1)基于ZnO量子点墨水的全印刷柔...  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

硒化物半导体材料的制备及其光电器件应用研究

近半个世纪以来,半导体技术作为现代高新技术的核心取得了飞速发展。基于半导体技术的新材料和各种功能器件无不影响着国民生产生活的方方面面。而半导体材料的研发与运用是发展半导体技术的基础,这也是无数科研工作者为之奋斗的重要动力与信心源泉。本文选取具有优异材料性能的两种硒化物半导体进行重点研究,包括材料的可控制备与高性能光电功能器件探索。首先采用热注入法制备Sb2Se3纳米棒,并通过形成半导体异质结以及半导体掺杂两种手段成功解决Sb2Se3纳米棒电导率低的关键缺陷,据此构建了具有优异性能的基于Sb2Se3纳米棒的光电探测原型器件。随后采用高温熔制法实现Sn掺杂Sb2Se3多晶半导体电导率和光电导性能的可调控,并在制备出Sb2Se3基靶材的基础上,采用射频磁控溅射制备Sb2Se3基薄膜,据此构建了具有重要发展潜力的准同质结Sb2Se3薄膜太阳能电池。此外,本文还采用热注入法实现纯相γ-In2Se3纳米花的可控制备,并与成熟的Si基半导体技...  (本文共180页) 本文目录 | 阅读全文>>

青岛科技大学
青岛科技大学

强光辐照下半导体光电探测器的温度场模拟

半导体光电探测器在科研、生产及其它相关领域有着广泛的应用,其工作性能对温度变化非常敏感,而有些光电探测器则需要在强光辐照的状态下工作,此时光热效应能引起明显的温升。因而计算半导体光电探测器的温度场分布是了解其工作性能的一个重要手段,对于改进器件的抗激光性能具有重要的理论价值。基于这一背景,本文对强光辐照下半导体光电探测器的温度场作了模拟计算,取得的成果如下:首先,将一维空间的温度场计算模型推广到二维空间,建立了二维空间的温度场方程。在以往的工作中,对强光辐照下半导体光电探测器的温度场计算,多集中在一维空间中进行,其工作前提是假设了强光均匀辐照光电探测器表面,但实际上其光照并不均匀,因而建立二维空间的温度场计算模型更能反映物理规律,适用性更广泛、更普遍。本文建立的温度场计算模型,可推广到一切二维轴对称情形,具有普遍适用性。其次,对于变系数二维抛物型温度场方程,采用了一种既能达到无条件稳定又能用追赶法求解的交替方向隐差分格式,较好地...  (本文共52页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
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半导体光电探测器中载流子输运过程研究

随着光电子技术和光电对抗技术的发展,激光与光电探测器的相互作用特别是光电探测器对强激光响应问题倍受人们的重视。然而已开展的工作大都集中在对各种探测器破坏阈值的测量和破坏机理的研究上。在辐照光功率密度高于探测器饱和阈值而低于其破坏阈值(中等功率的激光)的情况下,载流子的输运过程和探测器的动态响应情况究竟如何?包括激光能否诱导探测器出现混沌,对此研究甚少,而传统模型只适合弱光辐照。本文从理论和实验两方面较为系统地研究了辐照光功率密度处于上述范围内,半导体光电探测器内载流子的输运过程和探测器的非线性动态响应问题。强激光辐照半导体探测器时既产生光电效应又产生热效应,以传统的描述半导体探测器中载流子输运的漂移—扩散模型为基础,提出了改进的漂移—扩散模型。并针对光导型和光伏型探测器建立了相应的非线性耦合方程组,通过采用恰当的计算方法,自行编制了两套能反映探测器光电特性的程序,对两种类型的探测器进行了模拟计算。对光导型和光伏型HgCdTe探测...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
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双波段组合激光辐照光电探测器的研究

随着光电探测器在军事和民用等诸多领域的广泛应用,半导体材料与半导体光电探测器的激光辐照效应越来越受到人们的重视。在实际应用中,光电探测器种类繁多,其光谱探测范围从紫外到可见光到远红外,然而每一种探测器都存在特定的光谱探测范围,即存在探测截止频率,我们把截止频率以内的光称为波段内光,超出截止频率的光称为波段外光。在光电对抗中,当干扰和毁伤用的激光为波段外光时,是否还能对光电探测器产生有效的干扰和毁伤,其作用机制如何,在目前国内外文献中还鲜有报道。本文从理论和实验两个方面较为系统的研究了波段外激光和双波段组合激光与半导体材料及光电探测器的相互作用机制,并探索研究了波段外激光对光电探测器的干扰和高效毁伤。对不同的光导型光电探测器进行了波段外激光辐照实验,发现了波段外激光辐照下探测器的电压响应方向与波段内正常探测的信号电压方向相反的响应规律。考虑到实际应用中,波段内信号光辐照是探测器的正常工作状态,激光干扰和毁伤通常在探测器的正常工作状...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>