基于钙钛矿MOS低功耗探测器特性研究

发布时间：2024-04-25 05:40

　　近年来,有机-无机复合钙钛矿材料由于光吸收能力强、电子空穴对结合能低、载流子扩散长度长等优秀的光电特性,以及制备工艺简单、制备成本低等经济优势,在太阳能电池领域受到越来越多的关注。从2009年Miyasaka等人第一次将钙钛矿作为光吸收剂应用在太阳能电池中,到2018年电池转换效率已经从3.8%提高到了23.2%。有机-无机复合钙钛矿材料在太阳能电池领域的突飞猛进也催生了其在其他光电器件领域的应用,如发光二极管(LED)、激光器以及光电探测器等,尤其在光电探测器领域受到了广泛的关注。到目前为止,基于有机-无机复合钙钛矿材料制备的光电探测器主要有三种结构:光电导结构、光电二极管结构以及光电晶体管结构。上述三种结构的探测器暗态电流较大,不符合当今半导体产业低功耗的发展趋势。基于此,本文制备了金属-氧化物-半导体(MOS)结构的钙钛矿光电探测器,利用MOS载流子的漏电输运电流作为光电转换的输出电流,大大降低了探测器的暗态功耗。并且深入研究了钙钛矿中碘离子、氧化层厚度以及不同氧化层材料对MOS结构钙钛矿光电探测器特性的影响。本文主要包括:1.采用热氧化工艺在硅(Si)衬底表面制备300 nm厚...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2金属-钙钛矿-金属结构探测器示意图

3％。上升时间和下降时间为0.2s。图1.2金属-钙钛矿-金属结构探测器示意图光电二极管结构通常依赖于p-n结、p-i-n结构或者肖特基结构，由结界面处内建电场分离光生电子和空穴，使电子和空穴分别向收集电极传输。结界面处内建电场的存在可以使二极管结构的探测器在非常低的....

图1.3光电二极管结构探测器示意图

[32]，探测器在0V偏置电压下响应时间可以达到1ns。图1.3光电二极管结构探测器示意图如上所述，可以看到虽然光电导结构具有结构简单、容易制造以及成本低等优势，然而欧姆接触和大的外部偏置电压通常会导致较大的暗电流。此外光电导结构的响应时间较长。至于光电二极管，通常具....

图1.4光电晶体管结构探测器示意图

第一章绪论7图1.4光电晶体管结构探测器示意图1.4.2单晶钙钛矿最近，光学和电学研究表明单晶钙钛矿相比多晶钙钛矿具有更少的陷阱密度以及更好的电荷传输特性。例如，单晶钙钛矿的陷阱状态密度大约为109-1010cm-3，载流子的扩散长度超过10μm。较低的陷阱密度使单晶钙....

图2.1MOS结构示意图

二章金属-氧化物-半导体结构电容特性和载流子输运属-氧化物-半导体结构电容特性和载，为金属-氧化物-半导体(MOS)结构示意图，从以及半导体衬底。根据半导体衬底掺杂类型不同构出现的早期栅极材料通常采用金属铝(Al),氧导体衬底通常为硅(Si)材料。随着半导体制造工料取代了金属....

本文编号：3964090