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1、碩士學(xué)位論文石墨烯/ZnO納米棒/AlN異質(zhì)結(jié)的制備及光電性能研究RESEARCHONPREPARATIONANDOPTOELECTRICALPERFORMANCEOFGRAPHENE/ZnONANORODS/AlNHETEROJUNCTIONS高一寧哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào):TM23學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào):31.密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文石墨烯/ZnO納米棒/AlN異質(zhì)結(jié)的制備及光電性能研究碩士研究生：高一寧導(dǎo)師：王金忠教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：材料科學(xué)與工程所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2018年6月23日授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)Classif
2、iedIndex:TM23U.D.C.:31.DissertationfortheMasterDegreeofEngineeringRESEARCHONPREPARATIONANDOPTOELECTRICALPERFORMANCEOFGRAPHENE/ZnONANORODS/AlNHETEROJUNCTIONSCandidate：GaoYiningSupervisor：Prof.WangJinzhongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsScienceandEngineeringSchoolofMat
3、erialsScienceandAffiliation：EngineeringDateofDefence：July,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要目前，不同技術(shù)上重要的波長(zhǎng)可通過(guò)具有適當(dāng)帶隙的單獨(dú)光敏半導(dǎo)體來(lái)檢測(cè)。例如，GaN，硅和InGaAs通常分別用于紫外，可見(jiàn)和近紅外區(qū)域的檢測(cè)，而中紅外光子的檢測(cè)通常依賴于小帶隙半導(dǎo)體化合物，例如HgCdTe，PbS或PbSe，并且在遠(yuǎn)紅外區(qū)域利用熱感測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。與這些材料相反，石墨烯由于其無(wú)間隙的帶結(jié)構(gòu)而成為用于超寬帶光電
4、探測(cè)器的有前景的光電子材料。本文利用射頻磁控濺射和化學(xué)溶液法分別制備了氮化鋁薄膜和一維的氧化鋅納米棒結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)出基于石墨烯、一維氧化鋅納米棒、氮化鋁薄膜的多層寬光譜光電探測(cè)器。不僅降低了器件制備難度，而且在器件性能上也有所提高。具體研究了不同襯底，尤其是以石墨烯為基底的襯底，對(duì)氧化鋅納米棒的生長(zhǎng)的影響；石墨烯輔助AlN薄膜生長(zhǎng)過(guò)程中制備工藝對(duì)AlN材料性能的影響，并制備了石墨烯/ZnO納米棒/石墨烯/AlN/石墨烯納米異質(zhì)結(jié)研究了其性能，本論文的主要工作如下：通過(guò)在不同襯底上利用化學(xué)溶液法生長(zhǎng)ZnO納米棒，結(jié)果表明在石墨烯上生長(zhǎng)的ZnO納米棒取向性、結(jié)晶度、光學(xué)性能都是最好的，直徑約為50
5、nm，長(zhǎng)1.6μm，使用水浴生長(zhǎng)的方法生長(zhǎng)出在石墨烯上均勻的ZnO納米結(jié)構(gòu)沒(méi)有沿著石墨烯的臺(tái)階邊緣特定的選擇生長(zhǎng)。利用AlN靶材通過(guò)RF磁控濺射在石墨烯上沉積氮化鋁薄膜，分別探究氮?dú)灞?、濺射壓強(qiáng)和退火溫度對(duì)AlN薄膜的影響。首先探究氮?dú)灞鹊挠绊?，結(jié)果表明當(dāng)?shù)獨(dú)灞葹?5:25時(shí)，AlN晶體質(zhì)量最好；進(jìn)一步本實(shí)驗(yàn)研究濺射壓強(qiáng)的影響，結(jié)果表明在壓強(qiáng)為1Pa時(shí)，氮化鋁結(jié)晶性能最好，表明致密均勻，平均粗糙度為1.5nm；繼而本實(shí)驗(yàn)研究了退火溫度的影響，結(jié)果表明當(dāng)退火溫度為600℃的時(shí)候，AlN薄膜晶粒尺寸為25nm，薄膜較為平整，平均粗糙度為2.87nm；。制備石墨烯/ZnO納米棒/石墨烯/AlN/石
6、墨烯異質(zhì)結(jié)并對(duì)其分析，結(jié)果表明制備出的異質(zhì)結(jié)具有明顯寬光譜響應(yīng)特性，在10V偏壓下在206nm，270nm，364nm處均有明顯的響應(yīng)峰值，分別對(duì)應(yīng)為0.02A/W、0.015A/W、0.013A/W，且在可見(jiàn)光和近紅外區(qū)也有的響應(yīng)特性，實(shí)現(xiàn)寬光譜探測(cè)器的功能。關(guān)鍵詞：石墨烯；氧化鋅納米棒；氮化鋁薄膜；異質(zhì)結(jié)；光電性能-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractCurrently,differenttechnicallyimportantwavelengthscanbedetectedbyasinglephotosensitivesemiconductorwithasuitableb
7、andgap.Forexample,GaN,silicon,andInGaAsarecommonlyusedfordetectionintheultraviolet,visible,andnear-infraredregions,respectively,whiledetectionofmid-infraredphotonsisgenerallydependentonsmallbandgapsemicondu
