本文主要采用石墨烯(Gr)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)來(lái)制備和表征石墨烯／硅(Gr/Si)的光電探測(cè)器。并在此基礎(chǔ)提出并深入探討了提高背對(duì)背肖特基結(jié)的金屬-半導(dǎo)體-金屬器件性能的方法。主要的研究結(jié)果如下：(1)從Gr與硅肖特基結(jié)形成機(jī)理著手,制備了Gr/Si基紫外光電探測(cè)器,并研究了該肖特基結(jié)的特性。采用電流-電壓特性表征其整流特性,并從該電流-電壓特性中利用熱電發(fā)射理論提取該二極管參數(shù),其中,理想因子為1.203,勢(shì)壘高度約為0.86 eV,串聯(lián)電阻約11 k-Ω在入射波長(zhǎng)405nm,功率密度為0.1 mW/cm2的測(cè)試條件下,我們得到了該肖特基結(jié)的最大光學(xué)響應(yīng)為0.17A/W。(2)在Gr/Si單個(gè)肖特基結(jié)的基礎(chǔ)上,我們制備了兩個(gè)背對(duì)背的Gr/Si的肖特基結(jié)的MSM器件。在此基礎(chǔ)上提出了以下工藝方法降低暗電流：1.通過(guò)將硅表面鈍化抑制G-r與硅間的漏電流；2.通過(guò)改變硅窗口的形狀使得石墨烯完全覆蓋硅窗口；3.通過(guò)制備氟化石墨烯與石墨烯的平面又指結(jié)構(gòu)的MSM器件。通過(guò)這三個(gè)工藝改進(jìn),在405nm光照,2V偏壓條件下,MSM器件的光電響應(yīng)為0.68A/W：而FG-Gr MSM結(jié)構(gòu)光電響應(yīng)率比提高了62%...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 石墨烯簡(jiǎn)介
        1.2.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 石墨烯的制備
        1.2.3 石墨烯的性能
    1.3 石墨烯在光電器件的研究近狀
        1.3.1 石墨烯/硅肖特基結(jié)太陽(yáng)能電池研究進(jìn)展
        1.3.2 硅基石墨烯光電探測(cè)器的研究進(jìn)展
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容及意義
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 研究意義
第2章 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)方案
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.1 雙面對(duì)準(zhǔn)光刻機(jī)
        2.2.2 電子束蒸發(fā)鍍膜機(jī)
        2.2.3 深反應(yīng)刻蝕機(jī)
        2.2.4 拉曼光譜儀
        2.2.5 半導(dǎo)體器件測(cè)試儀
        2.2.6 其他儀器
    2.3 石墨烯的轉(zhuǎn)移
    2.4 石墨烯的表征
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于石墨烯/硅肖特基結(jié)的研究
    3.1 石墨烯/硅肖特基結(jié)的紫外光電探測(cè)器的工作原理
        3.1.1 肖特基結(jié)的整流理論
        3.1.2 石墨烯/硅肖特基結(jié)模型
    3.2 石墨烯/硅肖特基結(jié)的紫外光電探測(cè)器的制備及表征
    3.3 石墨烯/硅肖特基結(jié)參數(shù)分析
    3.4 石墨烯/硅肖特基結(jié)的工程應(yīng)用價(jià)值
    3.5 基于石墨烯/硅肖特基結(jié)的場(chǎng)效應(yīng)管
        3.5.1 金屬-半導(dǎo)體接觸勢(shì)壘場(chǎng)效應(yīng)管
        3.5.2 基于石墨烯/硅的接觸勢(shì)壘場(chǎng)效應(yīng)管
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于石墨烯/硅肖特基結(jié)的金屬-半導(dǎo)體-金屬光電探測(cè)器
    4.1 金屬-半導(dǎo)體-金屬光電探測(cè)原理
    4.2 石墨烯-硅-石墨烯光電探測(cè)器
        4.2.1 基于石墨烯/硅的叉指電極的制備及表征
        4.2.2 叉指電極的光暗電流測(cè)試及工藝改進(jìn)的影響
        4.2.3 基于石墨烯/硅的叉指電極的電容-電壓測(cè)試
    4.3 本章小結(jié)
    第5章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
在攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果



本文編號(hào)：4000701