【摘 要】
:
富勒烯(C60),石墨烯和硫化亚锡(SnS)纳米线因为它们优异的电学和光学性质,在近几年来被广泛应用于光探测器中,受到了极大的关注。但是,由于C60在近红外区域没有吸收,因此很少应用于近红外光探测器中。而对于石墨烯光探测,由于引入光吸收层的波长主要集中在可见光和紫外光波段,近红外光只能靠石墨烯自身吸收,导致了多数石墨烯光探测器在近红外波段的性能比较普通。SnS纳米线具有载流子迁移率高,窄带隙以及在
论文部分内容阅读
富勒烯(C60),石墨烯和硫化亚锡(SnS)纳米线因为它们优异的电学和光学性质,在近几年来被广泛应用于光探测器中,受到了极大的关注。但是,由于C60在近红外区域没有吸收,因此很少应用于近红外光探测器中。而对于石墨烯光探测,由于引入光吸收层的波长主要集中在可见光和紫外光波段,近红外光只能靠石墨烯自身吸收,导致了多数石墨烯光探测器在近红外波段的性能比较普通。SnS纳米线具有载流子迁移率高,窄带隙以及在近红外区域有着出色光吸收等优点,但是基于SnS纳米线近红外光探测器的研究却比较少。根据以上情况,本文研究了富勒烯、石墨烯和硫化亚锡纳米线在近红外光探测器中的应用。内容主要包括以下几个方面:(1)本文研究了C60受体层位置(即在源漏电极的上方、下方或与供体层形成体异质结)对近红外光敏有机场效应管性能的影响(NIR PhOFETs)。结果表明当C60与酞菁铅(PbPc)形成体异质结时,由于体异质结可以提高激子的解离效率,该器件的性能最佳。这项研究为制备高性能近红外光探测器提供了一种优化思路。(2)利用在近红外具有出色吸收的金属酞菁类材料(Sn Pc和PbPc)、C60电子受体层与石墨烯相结合,研究了基于石墨烯/有机半导体异质结的近红外光探测器。并且研究了C60薄膜位置对器件性能的影响,发现由于graphene和C60晶格十分匹配,所以基于graphene/C60/PbPc异质结的器件具有最好的性能。然后,将C60/PbPc层放到源漏电极上方来改善载流子注入(即graphene/Au/C60/PbPc结构),且减小了C60受体层的厚度(10 nm),使器件性能获得了进一步的提升(最大光响应度高达2153 A/W)。此外,在该器件中还发现了最近比较火热的双向光响应现象。(3)从不同电极材料(金和铝)以及与PbPc形成异质结两个方面研究了基于SnS纳米线的平面光电导器件。结果表明,由于Au与SnS纳米线之间的注入势垒较小,形成了欧姆接触,这让Au器件光电流较高,但是也导致其暗电流较大(10 V,0.5μA),而Al与SnS纳米线之间较大的注入势垒使Al器件获得了一个较小的暗电流(10 V,0.029μA),但是其光电流较低(比Au器件大约低一倍),最后基于SnS/PbPc/Al结构的器件由于Al和PbPc之间较大的接触势垒、PbPc在近红外出色的吸收以及新形成的异质结界面增加了激子解离效率,其性能得到了全面的提升(该器件的光响应度、光暗比、外量子效率和比探测率在所有器件中都是最高的)。
其他文献
<正> 神经衰弱是脑力劳动者中一个比较普遍的病症,同时也是一个没有特效疗法的病症。当然神经衰弱的防治原则应从调节内外环境的整体观点着手,但是已经形成了头晕、头痛、耳鸣、眼花、失眠、多梦、心悸、健忘、精神萎靡等属于显著衰弱性的症状时,给予对症的药物治疗还是非常必要的。如果能与改善内外环境同时配合进行,很有可能根本解决问题。因此作者在向科学进军的鼓舞下,特从祖国医学遗产中,用心钻研,而初步制立这个“鸡
大数据、人工智能、区块链等新兴技术的快速迭代,正在加速全球数字化转型。数字化时代基于数字、面向数字的数据量呈指数级增长,导致数据存储及索引技术面临巨大挑战。而现有的数据存储技术存在难以扩展、硬件成本高、数据有效连通性不足等问题,难以满足数字化时代海量数据的存储和索引。为此,本文基于16-bit Trie树结构提出了一种数据压缩存储结构,并完成对数据快速索引和排序,具体研究内容如下:首先,基于16-
超材料是一种单元结构被人工设计成小于入射电磁波波长周期性排列的复合电磁材料,在亚波长尺度上提供了许多有趣的物理现象,类电磁诱导透(Electromagnetic induced transparency-like,EIT-like)效应具有减慢光速、光存储和传感等方面作用。本论文以构造了两种不同结构的类电磁诱导透明太赫兹超材料器件为出发点,制备了镂空哑铃型结构不锈钢超材料器件和线槽和方型环槽组合结
光纤化学传感器是一种集合了光纤技术和化学敏感膜技术的传感器,它的优点是耐高温、耐腐蚀、不受电磁干扰、传输容量大、可远距离实时测量、可微型化。近年来,因为拥有众多突出的优点使得光纤化学传感技术在越来越多的领域(例如环境保护、基础建设、交通运输、安保安防、生物医药,临床医学等)得到了更广泛的关注和研究。本文研究了四种应用于水溶液中重金属离子浓度检测的光纤化学传感器,探究了它们的工作原理和制备方法,并对
有机-无机杂化钙钛矿优异的光电特性使其在光探测器领域被广泛应用,具备迁移率高、激子扩散长度长、易制备以及高吸收效率等特点,相较于其它传统半导体材料而言,它具有明显的优势。传统的无机半导体材料的高温制造过程复杂且昂贵、柔性差等,无法满足新型应用背景下日益增长的需求。而有机-无机杂化钙钛矿制备成本低、与柔性基底兼容等优点,吸引了研究者的注意。利用不同材料之间吸收光谱的互补性,本文研究了基于有机-无机杂
应变传感器被广泛用于医疗监测、工业建设等领域,其中光纤应变传感器以其耐高温、抗电磁干扰、小尺寸、高灵敏度等优势被广泛研究应用。为进一步提高传感器的性能,本论文提出了三种基于纤内凸气泡微腔结构的光纤应变传感器,并从应变传感原理、器件的制备方法及性能测试分析比较等方面对这三种结构进行了深入的研究。1、提出并制备了一种基于载氢光纤内嵌凸气泡微腔结构的光纤应变传感器,该器件由置于高压纯氢环境两周以上的普通
光纤传感器具有抗电磁干扰,绝缘,耐恶劣环境等优势,因此经常被应用于湿度、温度、应变、折射率等物理量的测量。而湿度是最重要的物理量之一,光纤湿度传感器被广泛应用于工业、医疗、航天等领域,成为了一大研究热点。近年来,许多新的湿敏材料被涂敷在光纤结构上,用于湿度传感,然而据我们所知,高分子透明质酸钠(HA)和库拉索芦荟胶这两种材料还没有被应用到湿度传感中。本论文的主要研究内容是反射式迈克尔逊光纤湿度传感
随着5G通讯技术的普及,无源光模块的市场需求日益增加。但无源光模块的种类繁多,其结构与耦光方式不尽相同,这加大了无源光模块自动化生产的难度。为此,本课题以无源光模块自动耦光技术为研究对象,旨在解决以光纤准直器为光接收器与发射器的这一类无源光模块的自动生产问题。具体工作内容如下:(1)基于模场耦合理论,分析了轴向偏差、径向偏差与角度偏差对光纤准直器耦光效率的影响。总结以往的自动耦光经验,制定了以机器
流体运动具有不确定性、不规则性以及动态变化性,要真实的对其动态变化进行模拟具有挑战性。流体真实感宏观表现在流体细节的展示,包括固液边界耦合以及粒子分布不均时流体浪花的体现等方面,微观上则体现在对于模型计算的精度和效率。然而真实感和实时性具有矛盾性,要做到真实感势必提高模型精度,这就会增加算法计算时间,降低实时性。本文基于变光滑长度下的SPH(Smoothed Particle Hydrodynam
全球能源消耗逐渐加剧及化石燃料的有限性使开发利用可再生能源成为当务之急。太阳能具有清洁、无污染、可再生的优点,是未来最具潜力的能源之一。太阳能电池技术可以将太阳能直接转化为电能,为太阳能的开发利用提供了一条环境友好的途径,因而引起人们的广泛关注。目前,科学家们正致力于研究出高效率、低成本、制备工艺简单的太阳能电池。在过去的十余年中,钙钛矿太阳能电池取得了令人瞩目的成就,其光电转换效率迅速提高到25