金屬硫族化合物微納結(jié)構(gòu)的制備及其光電探測(cè)性能研究

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1、分類號(hào)學(xué)號(hào)Ｄ２０１５７７６５９１〇４８７學(xué)校代碼密級(jí)—１專ｆ科技博士學(xué)位論文金屬硫族化合物微納結(jié)構(gòu)的制備及其光電探測(cè)性能研究Ｉ學(xué)位申請(qǐng)人側(cè)學(xué)科專業(yè)：光學(xué)工程指導(dǎo)教師：朱明強(qiáng)教授答辯日期：２０１８年５月１２日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎＰａｒｔｉａｌＦｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｉｃｒｏ／ＮａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄＭｅｔａｌＳｕｌｆｉｄｅａｎｄＴ

2、ｈｅｉｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒＰｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｉｏｎＣａｎｄ－Ｙｕｉｄａｔｅ：ＸｉａｎＸｉａｎｇｇＭａｏｒ：ＯｔｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｊｐｇｇＳｕｅｒｖ－ｐｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＭｉｎＱｉａｎＺｈｕｇｇＨｕａｚｈｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｇｙＷｕｈａｎ４３００７４Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，Ｍａ２０１８ｙ，次？一獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研宄工作及取得的研宄成果？盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含

3、任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果？對(duì)本文的研宄做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：４開日期：年了月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被査閱和借閱？本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文？保密口，在年解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于Ｚ不保密

4、ｅｋＴ“”（請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打Ｖ）學(xué)位論文作者簽名：／＾相如指導(dǎo)教師簽名’曰期：年Ｓ月：＾日日期：年曰Ｓ月巧華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文摘要一光電探測(cè)器作為種重要的光電元件在成像、傳感以及自動(dòng)化控制等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。功能化和集成化的需求促使光電探測(cè)器沿著壓電、熱電、磁電等多功能復(fù)一合型探測(cè)方向發(fā)展。金屬硫族半導(dǎo)體化合物作為種重要的功能材料，具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)等特點(diǎn)，但是傳統(tǒng)的具有壓電效應(yīng)的硫化物半導(dǎo)體材料的光響應(yīng)范圍小－、壓電調(diào)控能力差，因此急需開發(fā)出具有高性能、寬光譜響應(yīng)的壓電光電探測(cè)復(fù)合一系列金屬硫族微納材料器件。本論文

5、采用物理氣相沉積法和水熱法合成了；將微納材料與有機(jī)、無機(jī)半導(dǎo)體材料復(fù)合，制備出了多種具有寬光譜響應(yīng)的光電探測(cè)器；此夕卜，結(jié)合材料本身的壓電效應(yīng)，系統(tǒng)研究了壓電極化電荷對(duì)異質(zhì)結(jié)器件光電探測(cè)性能的調(diào)控作用。（１）基于硫化鎘（ＣｄＳ）微米線與有機(jī)半導(dǎo)體聚噻吩（Ｐ３ＨＴ）的壓電調(diào)控型自供能光電探測(cè)器：以金屬鉍（Ｂｉ）為催化劑，ＣｄＳ粉末為原料，通過物理氣相沉積法制備了直徑分布均勻一、長(zhǎng)度可達(dá)毫米、六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ＣｄＳ單晶微米線。在柔性聚苯乙烯３ＨＴ－Ｎ結(jié)光電二極管（ＰＳ）基底上，將ＣｄＳ微米線與Ｐ復(fù)合制備出了Ｐ，器件在暗態(tài)下具有良好的整流特性。該器件對(duì)

6、紫外（３６５ｎｍ）到近紅外（７８０ｎｍ）的寬光譜表現(xiàn)出自供能探測(cè)性能。當(dāng)ＣｄＳ微米線００１端與Ｐ３ＨＴ接觸時(shí)，對(duì)ＣｄＳ微米線施加［］０．６７％的拉伸應(yīng)變會(huì)導(dǎo)致光電流提升２３０％ＣｄＳ微米線０〇ｉ端與Ｐ３ＨＴ接觸時(shí)，；當(dāng)［］０－．６７％拉伸應(yīng)變會(huì)導(dǎo)致光電流下降８０％，光電流變化來源于壓電電荷對(duì)ＰＮ結(jié)內(nèi)建勢(shì)場(chǎng)的調(diào)控作用３ＨＴ復(fù)合結(jié)構(gòu)的有－無機(jī)壓電調(diào)控型自。至此，本文制得了基于ＣｄＳ與Ｐ機(jī)供能光電探測(cè)器。（２）基于ＣｄＳ納米棒陣列與還原氧化石墨烯（ｒＧＯ）薄膜的壓電增強(qiáng)型寬光譜自供能光電探測(cè)器：以ＦＴＯ導(dǎo)電玻璃為基底，利用水熱法合成了ＣｄＳ納米棒陣列，

7、納米棒平均直徑為２５０ｎｍ，長(zhǎng)度為７００ｎｍ。以氧化石墨烯（ＧＯ）分散液為原料，在氫氣氣氛中。通過合理的電，采用熱還原法在ＣｄＳ納米棒頂端制備了均勻連續(xù)的ｒＧＯ薄膜極搭配。３６５ｎｍ），我們制得了基于ＣｄＳ與ｒＧＯ的肖特基型光電探測(cè)器該器件在紫外（至紅外（１４５０ｎｍ）波段展現(xiàn)了快響應(yīng)的自供能光電探測(cè)性能。此外，當(dāng)對(duì)器件施加４％Ｉ．＾華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文壓縮應(yīng)變時(shí)，器件的光電流和響應(yīng)度提升了１１％。（３）基于ＣｄＳ納米帶與拓?fù)浣^緣