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《北京邮电大学》 2017年
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Ga_2O_3/石墨烯复合结构日盲紫外探测器研究

艾美琳  
【摘要】:日盲紫外探测技术在日盲紫外通信、导弹预警跟踪、火箭尾焰探测,量子信息、空间探测、高能物理、电晕探测、环境监察和生物医疗等军用与民用领域有着广泛的应用前景。禁带宽度为4.9 eV的Ga2O3是天然的日盲紫外材料,近年来受到越来越多的关注。二维材料石墨烯具有优异的光学和电学性质,同时也是一种很好的复合材料,因此石墨烯与β-Ga2O3材料结合构筑的日盲紫外探测器将开启探索未来UV集成光电子器件的新可能性。本论文研究了石墨烯薄膜的转移、表征以及利用激光分子束外延技术在转移至衬底上的石墨烯上制备β-Ga2O3薄膜的具体的实验过程,探究不同衬底温度对制备的Ga2O3薄膜结构和光电特性的影响,进而构筑了垂直复合结构的β-Ga2O3/石墨烯基日盲紫外光电探测器,对其光电性能进行了测试与分析。具体研究内容和主要成果如下:1、采用湿法转移技术完成石墨烯转移,获得了表面光滑平整、洁净、厚度均匀的单层石墨烯。2、在转移获得的石墨烯上,成功制备高质量的β-Ga2O3薄膜。研究了生长温度对β-Ga2O3薄膜结晶质量和禁带宽度的影响,在850℃温度下,薄膜的结晶性最好,(402)衍射峰明锐,,β-Ga2O3薄膜的禁带宽度为5.11 eV。3、制备获得石墨烯/β-Ga2O3/石墨烯垂直复合结构的日盲紫外光电探测器件,该器件表现出了优秀日盲紫外光电响应,对于254 nm紫外光,光暗比为100倍,响应度为10 A/W@10V,开关响应时间为0.96 s/0.81 s。对器件快速响应过程的机制进行了分析讨论,很好的解释了肖特基势垒的形成过程及对器件产生的作用原理。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O484;TN23

【参考文献】
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