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Effects of Al Impurities on the Structural, Morphological, and Optical Properties of High Mg Content mgzno Thin Films by Reactive Sputtering

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Chinese Journal of Structural Chemistry 2017年第8期36卷 1271-1275页

作者：张丹季旭吕佩文黄丰 Key Laboratory of Optoelectronic Materials Chemistry and Physics Fujian Institute of Research on the Structure of Matter Chinese Academy of Sciences State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies School of Materials Science and Engineering Sun Yat-sen University

Al impurities modulated hexagonal wurtzite mgzno nanocrystalline（Almgzno） film with a band gap of 4.3 e V was deposited on the c-plane sapphire substrate via radio frequency sputtering. The high quality deep UV Almgzno without phase segregation is an ideal material for the fabrication of UV-C devices due to its wide band gap and easy preparation. As a complicated quaternary system, Almgzno is found to have better crystal quality than the mgzno film with high Mg content. Therefore, Al impurities must play important roles in the structural, morphological and optical characteristics of mgzno films, such as realizing the suppression of phase separation, the promotion of crystalline quality as well as the facilitation of oriented growth and nanocrystalline transformation of mgzno film.

关键词： mgzno deep UV radio frequency sputtering

mgzno MSM结构紫外光探测器特性研究

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MgZnO MSM结构紫外光探测器特性研究

作者：汤清西安电子科技大学

学位级别：硕士

近年来，mgzno基日盲紫外光探测器由于在紫外通讯、导弹预警以及火焰探测等方面具有巨大的应用潜力而受到人们的广泛关注，是当前光通信和光电子领域研究的热点课题之一。论文在经典半导体理论的基础上，结合器件实验，建立了适于模拟Mg... 详细信息

近年来，mgzno基日盲紫外光探测器由于在紫外通讯、导弹预警以及火焰探测等方面具有巨大的应用潜力而受到人们的广泛关注，是当前光通信和光电子领域研究的热点课题之一。论文在经典半导体理论的基础上，结合器件实验，建立了适于模拟mgzno金属-半导体-金属(Metal-semiconductor-Metal，MSM)紫外光探测器的数值模型，进而研究了不同电极结构对于器件特性的影响。具体内容如下：首先，考虑到mgzno的基本材料特性，通过求解泊松方程、电流连续性方程以及电流密度方程建立了适于常规矩形电极结构mgzno MSM光电探测器的二维数值模型，获得了器件的电场分布、暗电流以及光电流特性。通过与器件实验结果相对比验证了模型的正确性。其次，基于几何光学理论，建立了适于三棱柱形和半圆柱形电极结构的光产生与吸收模型，对mgzno MSM探测器的稳态和瞬态特性进行了数值仿真。研究表明，三棱柱形和半圆柱形电极能使部分被电极反射的入射光重新照射到mgzno吸收层表面，进而提高器件特性。最后，研究了非对称电极(包括不对称功函数电极和不对称接触面积电极)对mgzno MSM探测器特性的影响。研究表明，非对称结构的电极能够在不牺牲光电流的情况下有效地抑制暗电流并提高器件的PDR(Photo-to-dark current ratio)值。在此基础上，论文提出具有不对称功函数三棱柱形和半圆柱形电极mgzno MSM光探测器结构并对该新型探测器进行了数值模拟。

关键词： mgzno 金属-半导体-金属紫外光探测器数值模型

mgzno合金薄膜带隙调制及其紫外探测器件

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MgZnO合金薄膜带隙调制及其紫外探测器件

作者：郑剑中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)

学位级别：硕士

宽带隙半导体是现代短波长光电子技术发展的材料基础之一。对宽带隙半导体薄膜材料的制备研究和器件开发具有重要的应用价值。近十多年来，MgO-ZnO准二元合金系统得到人们越来越多的关注。该材料具有非常宽的光学带隙调制跨度(从ZnO的3.... 详细信息

宽带隙半导体是现代短波长光电子技术发展的材料基础之一。对宽带隙半导体薄膜材料的制备研究和器件开发具有重要的应用价值。近十多年来，MgO-ZnO准二元合金系统得到人们越来越多的关注。该材料具有非常宽的光学带隙调制跨度(从ZnO的3.37eV到MgO的7.8eV)，相应光波长从380nm到160nm。然而，由于常态下ZnO和MgO倾向于不同的配位结构(ZnO是四配位的纤锌矿结构，MgO是六配位的岩盐结构)，使mgzno在较宽的组分区间难以实现可用的单一相合金，给MgxZn1-xO合金带隙工程及其应用带来了很大的挑战。本文主要针对困扰mgzno材料制备中的结构分相问题，利用金属有机物化学气相沉积系统(MOCVD)，设计优化制备工艺，实现了MgxZn1-xO合金薄膜带隙可调制范围的进一步扩展，研究了其结构、光学性质以及热稳定性，探讨了亚稳态生长机制，并实现了基于该系列薄膜的日盲紫外探测器，取得主要结果如下： 1.在m面蓝宝石衬底上生长不同组分的MgxZn1-xO薄膜，研究了薄膜光学和结构特性随组分的演化规律，获得了(110)取向高质量立方相Mg0.45Zn0.55O薄膜。对薄膜的外延结构特点进行了分析，并应用于金属-半导体-金属(MSM)结构器件，获得了光响应峰在260nm、光响应截止波长278nm的日盲紫外探测器。 2.利用低压MOCVD设备，通过优化制备工艺，在c面蓝宝石衬底上采用MgO籽晶层和组分渐变缓冲层来控制立方相MgxZn1-xO薄膜的生长，获得了Zn组分(1-x)达到0.7的单一立方相MgxZn1-xO薄膜，把mgzno合金带隙调制范围从MgO一侧扩展到了4.5eV以下，覆盖了整个日盲紫外波段(200-280nm)。这种亚稳态单一立方相mgzno合金薄膜的生长得益于缓冲层晶格模板的诱导作用和较低的生长温度。实验发现衬底温度在350-400oC区间有利于制备高Zn组分立方相MgxZn1-xO薄膜。热退火实验和相应探测器的制备测试研究表明，这种亚稳态的单一立方相MgxZn1-xO(1-x.7)薄膜的稳定性能够满足实际应用需要。 3.在MgO籽晶层和组分渐变缓冲层上生长了超过相变临界厚度的Mg0.29Zn0.71O薄膜，基于此样品的MSM器件光响应度比在纯立方相薄膜上制备的器件显著提高，在30V偏压下峰值响应度可达27.9A/W(268nm)。如此高响应度的mgzno基准日盲紫外探测器尚无报导。分析认为原位生长在立方相mgzno薄膜表面上的极薄的结构相变层引入了高密度的界面态，在器件中起到了降低电极接触电阻并增加光电导增益的作用。

关键词： mgzno MOCVD 紫外探测器缓冲层亚稳态

mgzno紫外光探测器电路模型及mgzno/ZnO异质结2DEG量子输运特性研究

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MgZnO紫外光探测器电路模型及MgZnO/ZnO异质结2DEG量子输运特性研...

作者：宋振杰西安电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着现代光电技术的迅速发展,对光探测系统的灵敏度、响应速度和可靠性等特性提出了更高的要求,光电集成电路(Optoelectronic Integrated Circuit,OEIC)已逐渐成为光电检测系统的发展方向。mgzno基金属-半导体-金属(MetalSemicon... 详细信息

近年来,随着现代光电技术的迅速发展,对光探测系统的灵敏度、响应速度和可靠性等特性提出了更高的要求,光电集成电路(Optoelectronic Integrated Circuit,OEIC)已逐渐成为光电检测系统的发展方向。mgzno基金属-半导体-金属(MetalSemiconductor-Metal,MSM)紫外探测器作为紫外光探测系统的核心器件之一,建立精确、简单的等效电路模型对于提高电路设计精度和光电集成电路的成功率有着至关重要的作用,有关这方面的研究是当前光通信和光电子器件领域研究的热点课题之一。此外,基于量子阱二维电子气(Two-dimensional Electron Gas,2DEG)的mgzno/ZnO异质结MSM型探测器凭其高的量子效率、响应速度以及光电集成性逐渐引起了研究人员的关注,但受限于材料研究的不成熟性,相关器件特性仍不理想,因此有必要对mgzno/ZnO异质结2DEG量子输运特性作进一步研究。论文主要工作如下:1.从基本的半导体物理方程出发,考虑器件结构特性的影响,建立了适于描述mgzno基MSM紫外探测器稳态和瞬态特性的半物理半经验等效电路模型。在此基础上,研究了探测器内部光电导增益和入射光能量对器件输出特性的影响。研究结果表明,mgzno MSM紫外探测器内部光电导增益会引起持续光电导效应,给探测器的响应速度带来较大的负面影响;当入射光能量超过一定的阈值能量后,高频、高功率下的电荷存储效应会导致探测器输出脉冲展宽,因此需要折衷考虑入射光能量和器件的外偏置电压以使此种效应的影响最小,进而促进探测器在高频、大功率方面的应用。2.在对mgzno/ZnO异质结界面极化电荷散射研究的基础上,结合界面粗糙散射,提出了一种新的散射机制——极化粗糙散射(Polarization Roughness Scattering,PRS),并很好地解释了低温下mgzno/ZnO异质结中载流子迁移率随2DEG密度的变化规律。研究表明,mgzno/ZnO异质结界面处的极化电荷不仅诱导产生载流子、提供限制势,而且由于其位置的波动会对载流子产生散射作用。当2DEG密度超过1.0e11cm-2时,PRS显著降低了2DEG低温迁移率。为了降低PRS的影响,可以从异质结材料生长工艺的角度提高异质结界面质量或考虑将2DEG与极化电荷在空间位置上进行分离,进而提高mgzno/ZnO异质结MSM型紫外探测器的性能。论文工作为设计高性能mgzno基紫外探测器提供了一定的参考。

关键词： mgzno mgzno/ZnO 紫外探测器等效电路模型二维电子气

日盲型mgzno紫外光传感器研制及性能分析

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中国测试 2015年第7期41卷 64-67页

作者：刘振吉楚盛杨永辉刘金袁小兵中国工程物理研究院计算机应用研究所四川绵阳621900 中山大学物理科学与工程技术学院广东广州510275

紫外探测虚警率低,不受热噪声影响,可以与红外探测及雷达探测相结合,在火力探测及预警领域有广阔的应用前景。该文采用分子束外延法,通过控制Mg源、Zn源和蓝宝石衬底的温度变化,制备一种mgzno日盲型紫外探测传感器。对其紫外光谱透光率... 详细信息

紫外探测虚警率低,不受热噪声影响,可以与红外探测及雷达探测相结合,在火力探测及预警领域有广阔的应用前景。该文采用分子束外延法,通过控制Mg源、Zn源和蓝宝石衬底的温度变化,制备一种mgzno日盲型紫外探测传感器。对其紫外光谱透光率、响应率和响应时间进行测量。在实验室内利用氘灯作为紫外光源,对mgzno紫外探测传感器进行探测实验,得到响应电压和日盲波段响应率。通过进一步优化探测器制备工艺,提高探测器响应面积和响应率,有望实现远距离的火力探测和预警。

关键词： mgzno 紫外探测日盲光响应率火力探测紫外告警

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基于mgzno异质半导体紫外探测器的研究

基于MgZnO异质半导体紫外探测器的研究

作者：朱玥吉林大学

学位级别：硕士

随着光谱应用范围的拓展和光电探测技术的迅猛发展,紫外探测技术已经广泛应用在各国军事领域、人类医疗健康以及全球环境监测等方面。研究和开发高灵敏度、低噪声的高性能紫外光电探测器成为光电探测领域的重点及热点。随着对半导体材... 详细信息

随着光谱应用范围的拓展和光电探测技术的迅猛发展,紫外探测技术已经广泛应用在各国军事领域、人类医疗健康以及全球环境监测等方面。研究和开发高灵敏度、低噪声的高性能紫外光电探测器成为光电探测领域的重点及热点。随着对半导体材料与器件制备工艺研究的不断深入,宽禁带半导体材料的出现为高性能紫外探测器的研究和应用提供了新动力。宽禁带材料具有优异的频段选择性,可以有效屏蔽可见以及红外光从而避免滤光设备的引入,而且其中多种金属氧化物半导体材料凭借性质稳定、成本低、制备工艺多样,电子和光学特性优异等特点已被广泛用作紫外探测器的感光材料。mgzno是一种带隙调制范围较宽的氧化物半导体材料,通过改变镁的含量,可以将其光学带隙从3.37 e V显著调节到7.8 e V,使其可用于具有不同截止波长的日盲或可见盲型紫外光电探测器。此外,mgzno材料还具有抗辐射性强、缺陷密度低、环境友好且化学性质稳定等优点,因此在紫外探测领域受到重点关注。然而,mgzno薄膜材料的高电阻率、低载流子迁移率以及较多的缺陷,导致基于单一mgzno薄膜器件的性能短板较为突出。随着科学技术的发展,开发和应用具有更高响应度、更低暗电流和更快响应/恢复时间的紫外光电探测器是一项更为有前途的光电工程。因此,为了解决上述问题,制备异质复合材料构建异质结构经大量实验和理论证明是一种简单且极为有效的方法,即通过协同两种材料优点和多种异质结构的不同工作机制来改善单一薄膜器件的各方面不足,实现器件性能的整体提升。本论文围绕基于mgzno异质复合材料及器件的制备,主要开展了以下研究工作:本论文第2章首先设计并制备了一种基于mgzno/CuO复合薄膜材料PN异质结构的紫外光电探测器,其中分别通过简易的溶胶-凝胶法和SILAR法制备得到mgzno和CuO薄膜材料。与基于单一mgzno薄膜材料的器件相比,mgzno/CuO异质复合薄膜器件在多方面性能中均表现出一定程度的提升。在暗态下,PN异质结附近会形成耗尽区,使得复合薄膜材料体内的多数载流子被大幅耗尽导致浓度降低,器件整体呈现出低电导率的状态,从而降低暗电流。在紫外光照下,光生电子-空穴对在PN异质结附近形成的内建电场作用下有效分离和大量积累,从而抵消掉之前的耗尽作用,耗尽区的宽度也会随之变窄甚至消失,此时器件又回到高电导率的状态,在5 V偏压下,光谱响应峰值提高了4倍。器件的详细制备过程以及工作机理分析在第2章中给出。本论文第3章设计并制备了一种基于mgzno/ZnS复合薄膜材料Ⅱ型异质结构的紫外探测器,同样是分别采用溶胶-凝胶法和SILAR法制备得到mgzno和ZnS薄膜材料。通过在Au叉指电极和mgzno薄膜之间引入ZnS作为界面修饰层,即可在原有内建电场的基础上形成一个方向相反的薄空间电荷区,从而降低肖特基势垒提高器件光电流。此外,mgzno和ZnS两种材料可在接触界面处形成Ⅱ型异质结构,复合薄膜材料在紫外光照下产生的光生载流子会在内建电场的作用下有效分离,抑制电子和空穴的重组并延长载流子寿命,从而使器件的各项性能参数大幅提升。在暗态下,异质结构附近会形成耗尽区使复合薄膜材料体内的多数载流子被大幅耗尽,器件的暗电流可得到有效抑制。相比于单一mgzno薄膜器件,一系列异质复合薄膜器件的整体性能得到显著改善,综合性能最优的器件在5 V偏压下具有2.3×10的超高光暗电流比,光谱响应峰值在285 nm波长处达到900 A/W,探测灵敏度峰值为1.27×10Jones。本论文通过研制一系列基于mgzno异质复合薄膜材料的光电导型紫外探测器件,证明了异质结构在暗态和紫外光照下均对载流子的传输情况具有显著的改善作用可全面提升器件性能。本论文为基于异质结构紫外探测器的异质复合材料选择、异质结构设计、以及器件工作机理分析等方面提供了可以借鉴的新思路。

关键词： mgzno 异质结构紫外光电探测器 Cu2O ZnS

激光分子束外延生长立方相mgzno薄膜及其物性研究

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激光分子束外延生长立方相MgZnO薄膜及其物性研究

作者：王尊东北师范大学

学位级别：硕士

近几十年随着紫外光电子技术在民用、军事、工业等领域的不断发展,Mg Zn O材料得到了人们越来越多的关注。作为一种宽禁带半导体的合金材料,人们希望获得高质量的Mg Zn O薄膜,并实现带隙在近紫外至深紫外波段(380nm-260nm)的连续可调。... 详细信息

近几十年随着紫外光电子技术在民用、军事、工业等领域的不断发展,Mg Zn O材料得到了人们越来越多的关注。作为一种宽禁带半导体的合金材料,人们希望获得高质量的Mg Zn O薄膜,并实现带隙在近紫外至深紫外波段(380nm-260nm)的连续可调。然而,标准状况下的Zn O和Mg O的晶格结构分别以六角纤锌矿型和立方岩盐矿型结构存在。通常情况下得到的MgxZn1-xO,当x取值在0.3～0.6之间时,MgxZn1-xO会出现分相,严重影响了Mg Zn O在紫外发光和探测方向的应用。本文以实现“全日盲”紫外探测(截止波长小于280nm)的Mg Zn O薄膜材料为目标,利用激光分子束外延(LMBE)技术,尝试制备Mg组分小于40%的单一立方相Mg Zn O薄膜。主要内容如下:(1)利用LMBE方法在不同取向(c-、r-、m-、a-面)的蓝宝石(Al2O3)衬底上生长Mg Zn O薄膜。我们发现蓝宝石衬底的取向将影响Mg Zn O薄膜的排列方式。通过与标准Mg Zn O薄膜的面间距和晶格常数比较,研究了由晶格失配引起的内应力对Mg Zn O薄膜的结构和性质的影响。(2)利用LMBE方法在Mg O(200)衬底上成功得到了单一立方相的Mg0.34Zn0.66O薄膜,并比较其内部应力和相转变压强,说明Mg Zn O薄膜的形成条件和原理。然后通过RHEED观察Mg O(200)衬底上生长Zn O的过程,说明LMBE方法生长Mg Zn O薄膜在沉积的各个阶段中的应力变化。最后尝试制备了Mg Zn O/Mg O多层结构,为后续研究工作提供实验基础。

关键词： LMBE 全日盲紫外探测 mgzno 单一立方相内应力

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ZnO/mgzno量子级联探测器特性研究

ZnO/MgZnO量子级联探测器特性研究

作者：李招灵西安电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,mgzno宽禁带半导体凭借其独特的材料特性受到了研究人员的广泛关注,是当前光电子和光通信器件领域研究热点之一。由于ZnO和mgzno可以形成具有很高电子浓度和电子迁移率的二维电子气(Two Dimensional Electron Gas,2DEG),因此,在... 详细信息

近年来,mgzno宽禁带半导体凭借其独特的材料特性受到了研究人员的广泛关注,是当前光电子和光通信器件领域研究热点之一。由于ZnO和mgzno可以形成具有很高电子浓度和电子迁移率的二维电子气(Two Dimensional Electron Gas,2DEG),因此,在异质结光电器件制备领域极具应用潜力。目前为止,ZnO/mgzno量子级联探测器(Quantum Cascade Detector,QCD)由于具有高的探测率、低的暗电流以及噪声得到了研究人员的关注,但是目前的研究还仅限于材料和工艺的改进,对于ZnO/mgzno异质结带来的极化效应对QCD的影响还有待探索。除此之外,噪声对于探测器来说也是关键的参数之一。因此,本文分别针对极化效应对ZnO/mgzno量子级联探测器基本特性的影响以及其噪声特性展开了研究,具体工作内容如下:1.根据理论分析,对ZnO/mgzno量子级联探测器进行建模并研究其基本特性。QCD的每个周期都包含一个用于吸收光子的有源区,即ZnO量子阱和一个用于完成电子输运的“声子阶梯”,总共由30个周期组成。基于考虑了极化效应的Schr?dinger-Poisson方程的自洽求解方法,可以得到探测器的电场、电势分布、子带能级和波函数等。模型中给出了ZnO/mgzno量子级联探测器中较为重要的散射机制,如纵光学-声子散射(Longitudinal Optical Phonon Scattering,LOS)、压电散射(Piezoelectric Scattering,PES)、界面粗糙散射(Interface Roughness Scattering,IRS)、位错散射(Dislocation Scattering,DIS)、电离杂质散射(Ionized Impurity Scattering,IIS)和合金无序散射(Alloy Disorder Scattering,ADS)。在此基础上,研究了极化效应下不同散射机制对RA和探测率特性的影响。其次,在黑暗情况下模拟仿真电子从束缚态跃迁到束缚态的过程,获得并分析QCD的暗电流、RA和光响应度特性。此外,由于探测率主要受约翰逊噪声以及黑体背景辐射产生的光子噪声的影响,所以将其考虑到QCD的探测率特性的计算中。最后,研究了在不同的掺杂浓度N下探测器性能的变化。研究结果表明,考虑了极化效应的暗电流比没有考虑极化效应的小,而探测率恰恰相反。在温度从57 K上升到400 K时,QCD的峰值响应波长维持在5.55μm左右,并且不会发生红移现象,峰值响应度仅下降了6.37%。2.为了能够更好的研究量子级联探测器的噪声特性,通过计算每一子带间跃迁的等效电阻,建立ZnO/mgzno量子级联探测器的噪声等效电路。为了清楚起见,本次研究给出的是简化的噪声等效电路。通过对量子级联探测器噪声的理论研究,建立理论仿真模型,研究了每一子带间对量子级联探测器噪声的贡献、频谱特性以及温度对噪声特性的影响。考虑到掺杂浓度会影响到电子的分布,从而影响器件的散射,因此研究了不同掺杂浓度对噪声特性的影响。通过分析主要子带之间的噪声贡献,优化器件结构以降低器件噪声。结果显示:在电压小于0 V时,暗电流噪声以子带E1’-E2和E1’-E3之间电子跃迁所产生的噪声为主。在电压大于0 V时,暗电流噪声以子带E2-E1和E5-E1间转换的贡献为主。对于噪声频谱特性,其截止频率为2.7 GHz,其噪声信号值约为-261 dBm/H。暗电流噪声密度随着温度的上升而增大,但其整体的增大速度逐渐减小。另外,随着N的增大,暗电流噪声密度是上升的,但是噪声等效功率是在减小的。对于通过优化后的探测器,暗电流噪声密度是有所下降的。因此,本章的工作对于设计高质量QCD十分有意义。本文的工作内容为ZnO/mgzno量子级联探测器的设计及优化提供了一定的参考。

关键词： ZnO mgzno 量子级联探测器自洽求解极化效应噪声等效电路噪声

高信噪比mgzno紫外光探测器的制备及其紫外光响应特性研究

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高信噪比MgZnO紫外光探测器的制备及其紫外光响应特性研究

作者：李凯深圳大学

学位级别：硕士

紫外光探测器在军事和民用方面有非常广阔的应用前景。目前对于紫外光探测器的研究主要集中在金刚石、SiC、GaN、GaO等宽带隙半导体材料。相对于这些材料,ZnO及其合金化合物mgzno具有匹配的单晶衬底(六方结构单晶ZnO衬底、立方结构单晶... 详细信息

紫外光探测器在军事和民用方面有非常广阔的应用前景。目前对于紫外光探测器的研究主要集中在金刚石、SiC、GaN、GaO等宽带隙半导体材料。相对于这些材料,ZnO及其合金化合物mgzno具有匹配的单晶衬底(六方结构单晶ZnO衬底、立方结构单晶MgO衬底)、带隙在3.37eV(ZnO).8eV(MgO)之间可调、制备和加工工艺都比较简单、原料丰富、环境友好等优势。本论文采用脉冲激光沉积(PLD)技术,通过改变mgzno靶材中Mg的含量和mgzno薄膜的生长条件,制备了六方mgzno/立方mgzno不同比例的mgzno薄膜,研究了mgzno薄膜中六方mgzno/立方mgzno比例的变化对mgzno紫外光探测器光响应特性的影响;论文中还尝试在mgzno紫外光探测器中引入Ag纳米颗粒来改善mgzno紫外光探测器的光响应特性。本论文主要的研究内容和结果如下:1.分别在石英和MgO衬底上,采用不同Mg含量的mgzno靶材生长了不同Mg含量的mgzno薄膜,制备了不同Mg含量的mgzno紫外光探测器。随着mgzno靶材中Mg含量提高,石英和MgO衬底上生长的mgzno薄膜中Mg含量提高。随着mgzno薄膜中Mg含量提高,石英衬底上生长的mgzno的晶体结构由六方结构变成六方结构和立方结构共存的混合结构,MgO衬底上生长的mgzno薄膜的晶体结构由混合结构转变为立方结构。随着mgzno薄膜中Mg含量提高,石英和MgO衬底上mgzno紫外光探测器的响应度都逐渐降低,响应峰所在波长都出现了蓝移。25V偏压下,在石英衬底上mgzno薄膜上制备紫外光探测器,其I/I达到了100;MgO衬底上mgzno薄膜上制备紫外光探测器,其在240nm日盲紫外光处的响应度为6.81A/W,量子效率为3519%;MgO/石英衬底mgzno薄膜上制备紫外光探测器,其在240nm日盲紫外光处的响应度高达11.46A/W,量子效率高达5921%。2.在石英衬底上,采用mgzno靶材,通过调节生长mgzno薄膜的衬底温度和氧气压强制备得到了立方结构/六方结构不同比例的mgzno薄膜;当mgzno薄膜的衬底温度和氧气压强都较低时,石英衬底上生长的mgzno薄膜呈现立方结构;当衬底温度和氧气压强都比较高时,石英衬底上生长的mgzno薄膜为混合结构;当生长温度和氧气压强都比较高时,石英衬底上制备得到的混合结构mgzno紫外探测器对紫外光有两个响应峰,25V偏压下,器件在300nm响应峰处的光暗电流比较大,都达到了100以上。3.通过真空热蒸镀和真空退火的方法在六方结构mgzno薄膜的表面修饰一层金属Ag纳米颗粒,制备得到了Ag纳米颗粒修饰的mgzno紫外光探测器。经过金属Ag纳米颗粒修饰之后,mgzno紫外光探测器的光响应度有所提高。在5V的偏压下,经过Ag纳米颗粒修饰的mgzno紫外光探测器在330nm处的峰值响应度是没有经过Ag纳米颗粒修饰的mgzno紫外光探测器的2.75倍。经过金属Ag纳米颗粒修饰之后,mgzno紫外光探测器暗电流降低,光电流升高,光暗电流比增大。在25V偏压下,经过Ag纳米颗粒修饰的mgzno紫外光探测器在330nm处的光暗电流比是没有经过Ag纳米颗粒修饰的mgzno紫外光探测器的11.3倍。

关键词： mgzno 紫外光探测器混合结构 Mg含量生长条件 Ag纳米颗粒等离子增强