MgZnO基有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合紫外光探測(cè)器的研制.pdf

1、紫外光探測(cè)器被廣泛的用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、火焰探測(cè)、導(dǎo)彈預(yù)警以及空間傳輸?shù)阮I(lǐng)域。MgZnO基紫外光探測(cè)器由于MgZnO材料的優(yōu)點(diǎn)受到了人們的廣泛關(guān)注。然而由于MgZnO材料穩(wěn)定的P型摻雜難以實(shí)現(xiàn)，只能制備單一結(jié)構(gòu)器件，這阻礙了MgZnO探測(cè)器的發(fā)展。近些年，有機(jī)紫外探測(cè)器由于其制備簡(jiǎn)單，成本較低，性能良好，得到了快速的發(fā)展。然而有機(jī)電子傳輸材料比有機(jī)空穴傳輸材料的載流子遷移率小的多，適合于有機(jī)紫外探測(cè)器的電子傳輸材料較少，這限制了有機(jī)紫外光探測(cè)

2、器的發(fā)展。
　　本文針對(duì)這兩種類型器件的不足，提出了以MgZnO材料為基礎(chǔ)，選擇不同的有機(jī)空穴材料，制備了基于MgZnO和有機(jī)空穴傳輸材料的有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合型紫外光探測(cè)器，通過(guò)優(yōu)化條件，研制出了性能比較優(yōu)異的器件。主要研究工作如下:
　　1.在石英ITO襯底上制備了Mg0.07Zn0.93O/NPB有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合紫外光探測(cè)器，研究了NPB厚度對(duì)于器件性能的影響。NPB70 nm的探測(cè)器的器件性能最好，器件的響應(yīng)域?yàn)?00-40

3、0 nm，響應(yīng)峰為340 nm，數(shù)值為0.192 A/W。在-2 V的工作電壓下，器件的光暗電流比為1.2×105，具有很高的信噪比。器件的探測(cè)率為5.3×1012 cmHz1/2W-1，器件實(shí)現(xiàn)了對(duì)UV-A紫外光的探測(cè)。
　　2.在石英ITO襯底上制各了Mg0.1Zn0.9O/PVK有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合可見盲紫外光探測(cè)器，研究了Mg0.1Zn0.9O層厚度以及PVK層厚度對(duì)于器件性能的影響。結(jié)果表明當(dāng)PVK厚度為30nm時(shí)，提高M(jìn)g0

4、.1Zn0.9O層的厚度，器件的暗電流降低，光暗電流比提高，器件的光電性能得到改善。當(dāng)Mg0.1Zn0.9O厚度為150 nm時(shí)，器件的光電性能呈現(xiàn)出了一個(gè)隨著PVK厚度增加先提高后降低的趨勢(shì)。PVK厚度為60 nm的器件的光電性能最好。器件的響應(yīng)峰為346 nm，數(shù)值為0.114 A/W。在-2 V的工作電壓下，器件的光暗電流比為4.4×102，探測(cè)率為2.9×1011 cmHz1/2W-1。
　　3.選取ITO電極與PEDOT

5、:PSS和A1復(fù)合電極，制備了基于Mg0.1Zn0.9O的肖特基紫外光探測(cè)器，研究了兩種不同電極結(jié)構(gòu)對(duì)于Mg0.1Zn0.9O肖特基紫外探測(cè)器性能的影響。結(jié)果表明，PEDOT:PSS和A1復(fù)合底電極結(jié)構(gòu)的探測(cè)器的性能更加優(yōu)異。器件具有一個(gè)較寬的響應(yīng)光譜，在250-340 nm區(qū)域的響應(yīng)超過(guò)了0.1A/W，最大響應(yīng)為0.156 A/W，峰位為340 nm，-4 V的光暗電流之比為1.4×103，器件實(shí)現(xiàn)了對(duì)UV-B紫外光的良好探測(cè)。通過(guò)計(jì)

6、算，我們還獲得了器件的理想因子以及肖特基勢(shì)壘的高度，分別為1.5和0.72 eV。
　　4.用分子束外延和熱蒸發(fā)制備了Mg0.19Zn0.81O/TAPC有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合紫外光探測(cè)器。研究了ITO透明底電極與PEDOT:PSS和Al復(fù)合透明底電極對(duì)于探測(cè)器器件性能的影響。由于PEDOT:PSS的紫外透射率更高，用PEDOT:PSS和Al作為底電極的器件對(duì)于短波的響應(yīng)性能更好，器件實(shí)現(xiàn)了對(duì)日盲區(qū)紫外光的探測(cè)。該器件具有寬帶響應(yīng)的特性，