宽禁带紫外光电探测器模板
C7012紫外线传感器资料
C7012-紫外型火焰探测器此款火焰探测器属于整流形火焰探测器中的紫外线型的小观测管式。
产品描述·C7012A、C、E、F固态紫外线型探测器，用于燃油、燃气、燃煤及其它燃料燃烧器的火焰监测上。
·C7012A、E的封装满足NEMA4标准。
·C7012C、F为防爆型，封装满足NEMA7、9标准。
产品描述常用型号见下表型号自检电压连接口径防爆环境温度C7012A1145-120Vac50/60Hz3/4'--4~79C7012A1152-120Vac50/60Hz1'--4~79C7012A1160-120Vac50/60Hz1'--4~79C7012A1186-208Vac50/60Hz3/4'--4~79C7012A1194-240Vac50/60Hz3/4'--4~79C7012C1042-120Vac50/60Hz1'防爆-4~79C7012E1104自检120Vac50/60Hz3/4'--29~79C7012E1112自检120Vac50/60Hz1'--29~79C7012E1120自检120Vac50/60Hz1'--40~79C7012E1146自检208Vac50/60Hz3/4'--29~79C7012E1153自检240Vac50/60Hz3/4'--29~79C7012E1161自检120Vac50/60Hz1'--29~79C7012E1278自检120Vac50/60Hz1'--29~79C7061A/F-紫外，自检型火焰检测器此款火焰探测器属于整流形火焰探测器中的紫外线型的小观测管式。
产品描述C7061A/F-紫外，自检型火焰检测器·C7061A/F固态紫外线型探测器，用于燃油、燃气、燃煤及其它燃料燃烧器的火焰监测上。
·C7061A的封装满足NEMA4标准。
实验14 禁带宽度的测量
实验十四 禁带宽度的测量应物0903 蔡志骏 u200910207 张文杰 u200910205一、实验目的1、学习紫外分光光度计的工作原理和使用方法。
2、学习用紫外分光光度计测量薄膜样品的透射（吸收）光谱3、能根据吸收光谱推算出材料的光学禁带宽度。
二、实验原理1、禁带宽度的涵义(1)、禁带宽度表示晶体中公有化电子所不能具有的能量范围 (2)、禁带支付表示价键束缚的强弱 2、允许的带间直接跃迁在跃迁过程中波矢改变量0k ∆=，这种跃迁为允许带间直接跃迁。
这种跃迁满足g g E ω=如果假定仅讨论导带底以上价带顶以下较小的能量范围内光吸收过程，对于导带与价带都是抛物线的并且非简并的情况有()()1412210gE cmαωω-≈⨯-吸收系数与能量的关系服从1/2次方律。
3、禁戒的带间直接跃迁在一些情况中，0k = 的跃迁被选择定则1L ∆=±禁止，而0k ≠的跃迁允许，这种跃迁为禁戒的直接跃迁。
虽然在0k = 徙的跃迁几率为0，但是0k ≠处仍存在一定的的跃迁几率，且跃迁几率正比于2k ，此时的吸收系数为()()411.310gE cmωαωω--=⨯由上式可知吸收系数主要由3/2次方律决定4、导带底和价带顶位于波矢空间不同位置的带间直接跃迁和间接跃迁这种情况是指导带底的最低能量状态和价带的最高能量状态不在k空间同一位置而发生直接跃迁。
(1)、当g p E E ω>- 时，只能伴随着声子的吸收过程，吸收系数为()()2exp 1g p p B c E E E k T αωαω-+=⎛⎫- ⎪⎝⎭(2)、对于g p E E ω>+ 时，既可伴随着声子的发射，也可伴随着声子的吸收。
其中伴随一个声子发射的吸收光谱为()()21exp g p e p B c E E E k T ωαω--=⎛⎫- ⎪⎝⎭以上两式表明间接跃迁系数与入射光子的能量有二次方关系。
5、透射率、吸光度与吸收系数之间的关系吸光度A 与透射率T 的关系为1lgA T=光吸收规律()0exp I I x α=-α为吸收系数，x 为光的传播距离，根据朗伯—比尔定律，A 正比于α。
ZnMgO紫外探测器研究现状
ZnMgO紫外探测器研究现状1 引言ZnO是一种直接宽带隙的半导体材料（禁带宽度为3.37 eV），在室温下有很高的激子束缚能（60 meV），外延生长温度低，抗辐射能力强。
通过Mg的掺入可实现禁带宽度从3.3 eV 到7.8 eV可调的ZnMgO合金，ZnMgO作为优良的紫外光电材料在光电系统中有着广泛的应用，像LED、光探测器和太阳能电池等，特别是紫外光探测器方面的应用。
紫外探测器广泛用于矿井可燃气体和汽车尾气的监测、固体燃料成分分析、环境污染监测、细胞癌变分析、DNA 测试、准分子激光器检测等领域。
在军事上可用于导弹跟踪、火箭发射、飞行器制导以及生化武器的探测。
在现实生活中，用于火灾监测、紫外通信以及紫外线辐射的测量。
随着紫外线的广泛应用，紫外探测器在环保、医学、军事等领域将得到更广泛的应用。
作为一种宽禁带半导体材料，ZnMgO近年来受到了研究人员的广泛关注。
2 ZnMgO紫外光探测器的研究进展ZnMgO薄膜材料生长和紫外探测器的研究主要有美国、日本，印度、南韩等国家，薄膜生长方法以脉冲激光沉积（PLD），分子束外延（MBE），金属有机化学气相沉积（MOCVD），和磁控溅射等为主。
自1998年日本东京技术研究所用PLD方法在蓝宝石（0001）衬底上生长出了Mg组分达0.33的ZnMgO单晶薄膜之后，高Mg组分的ZnMgO薄膜材料生长和紫外探测器研究引起了人们的极大兴趣。
美国北卡罗那州大学，马里兰大学都相继报道了ZnMgO薄膜的生长及光学特性研究；南韩Pohang科技大学采用MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长了Mg组分（0-0.49）连续可调的ZnMgO薄膜，并有X-射线衍射（XRD）谱表明未发生结构分相。
这些结果已远远超过平衡态下Mg在ZnO中的固溶度值≤4％。
以上ZnMgO薄膜大都是在单晶衬底和较高的衬底温度（350－750℃）上生长，而日本Ritsumeikan大学和印度德里大学均采用磁控溅射方法，在不加热的硅和石英衬底上生长出了Mg组分0.42和0.46的ZnMgO薄膜，结果表明薄膜仍未发生结构分相。
MSM结构ZnO紫外探测器的制备及光电性能研究
第 ３期
ＭＳ 结构 Ｚ Ｏ紫外 探 测器 的制 备及 光 电性 能研究 Ｍ ｎ
《基 ＼ｌ ０ Ｊ ０ ｕＪ ０ 芑
６ ５
通过 对 以上数 据线 性拟 合分 析得 到 了 以下线性
方程 ：
退 火 后 ： ＝ 一 ．０ ７ ， ３ ７４ ６×１ 一 ６ ２ ７ １× ０ ０ ＋ ．６ ８ １ 一Ｖ
种 短 程地对 空 、 对 空 导 弹 的攻 击 。相 比其 它 探 测 空
技术 ， 紫外 探测 具 有虚 警 率 低 、 隐蔽 性 高 、 需 低 温 无 冷 却 和扫描 、 积小 、 量 轻 等 独 特 优 势 Ｊ 已成 为 体 质 ， 装 备量 最大 的 导 弹逼 近 告 警 系 统之 一 。另 外 ， 民 在 用 领域 ， 紫外 探测 器 可 广 泛 应 用 于可 燃 气 体 和 汽 车
具 有极 高 的军 事 价值 ． 。仅 就 光 电对 抗 而 言 ， ２ Ｊ 随
对红 外 和可 见 光 都 不 敏 感 。这 使 得 Ｚ Ｏ成 为 光 电 ｎ
探测 器 、 光 二 极 管 （ Ｄ） 蓝 紫 光 发 光 二 极 管 激 Ｌ 和
（ Ｅ 等 光 电子器 件 的首 选 材 料之 一 ， Ｌ Ｄ） 尤其 易 于实 现高 性能 的紫 外探 测器 ¨Ｉ 。 ｌ ］
刘 大 博
（ 北京航空材料研究 院 ， 北京 １０９ ） ０ ０ ５ 摘要 ： 采用磁 控溅 射方法 ， 在石英衬底上 制备了光 电性 能优 良的 Ｚ Ｏ紫外探测 器 。通过 紫外光 电性能测 试 、 ｎ 扫描
电子显微镜 （ Ｅ 观察 及 ｘ射线衍射 （ Ｒ 分析 ， Ｓ Ｍ） Ｘ Ｄ） 研究 了 Ｚ Ｏ紫外探测 器的光 电特性 。结 果表 明 ： ｎ 探测器 的光 电
日盲紫外光电探测器结构
日盲紫外光电探测器结构日盲紫外光电探测器（Solar Blind Ultraviolet Photodetector）是一种能够在太阳能紫外线波段（200-280纳米）具有高响应度和低响应度的探测器。
它在紫外线波段的探测对于环境监测、军事侦查、卫星通信等领域都有重要的应用。
首先是光敏元件，它是日盲紫外光电探测器的核心部分，用于接收紫外光并产生电荷载流子。
常用的光敏元件有硅（Si）材料和氮化镓（GaN）材料的PIN结构二极管。
硅材料具有高响应度和低响应度的特点，但其长波边缘在280纳米左右，因此不能实现日盲性。
而氮化镓材料具有非常好的紫外光透过性，在200纳米以下具有低响应度，能够实现日盲特性。
其次是光学系统，它主要用于将入射的紫外光聚焦到光敏元件上，提高光信号接收效率。
光学系统通常由凸透镜和滤光片组成，凸透镜用于聚焦光线，滤光片用于屏蔽可见光和红外光。
进一步是电子信号处理系统，它主要用于放大和转换光敏元件产生的微弱电流信号。
电子信号处理系统通常由前置放大器、滤波器、放大器和模数转换器等组成。
前置放大器用于放大微弱电流信号，滤波器用于除去噪声和杂散信号，放大器用于进一步放大信号，模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号。
最后是外壳保护，它用于保护整个光电探测器免受外界环境的干扰和损伤。
外壳通常采用金属材料制成，具有良好的导热性和机械强度，并可以有效地屏蔽外界干扰源。
总结来说，日盲紫外光电探测器的结构主要包括光敏元件、光学系统、电子信号处理系统和外壳保护。
光敏元件负责接收和产生电荷载流子，光学系统用于聚焦紫外光，电子信号处理系统用于放大和转换信号，外壳保护用于保护整个探测器。
这些部件的结合使得日盲紫外光电探测器能够高效地探测太阳能紫外线波段的信号。
宽禁带紫外光电探测器教材
外延技术的突破，使得宽禁带半导体器件的研制和应用得到迅速的发展。 ◆ 用SiC、GaN材料制造实用化器件已经在电力电子、射频微波、蓝光激光器、紫 外探测器和MEMS器件等重要领域显示出比硅和GaAs更优异的特性，并开始取 得非常引人注目的进展。
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一、引言
由于SiC、GaN等宽禁带半导体材料在军事领域具有巨大的应用潜力，
倍增管和硅基紫外光电管。光电倍增管需要在高电压下工作，而且体
积笨重、易损坏，对于实际应用有一定的局限性。硅基紫外光电管需
要附带滤光片，这无疑会增加制造的复杂性并降低性能。
◆ 在过去十几年中，为了避免使用昂贵的滤光器，实现紫外探测器在太 阳盲区下运行，以材料和外延技术较为成熟的 SiC、GaN为代表的宽 带隙半导体紫外探测器引起世界各国重视。
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二、宽禁带半导体紫外探测器简介
(3) MSM型紫外探测器
◆ 1985年德国半导体电子研究所率先发明了横向结构叉指状电极的肖特基光电
二极管(MSM-PD)，改善了传统光电二极管的性能。
◆ 此结构是用平面线型叉指电极和半导体材料形成“背靠背”的双肖特基势垒。 当 在电极上加上直流偏置电压时，一个势垒正向偏置，另一个势垒则反向偏置， 因此暗电流极小，几乎比同种材料的光电导探测器的暗电流小3-5个数量级。 ◆ MSM型光伏探测器不需要进行p型掺杂，具有响应度高、速度快、随偏压变化 小、制备工艺简单、造价低、易于单片集成等优点，得到人们的普遍关注。 LOGO
AlGaN MSM紫外探测器
特基二极管 组成 ， 不需要 进行 Ｐ 掺杂 ， 它 型 结构
简单 ， 价低 ，易于 集成 ， 且有 高灵 敏度和 高 造 并
可随 Ａ 组分的变化在 ３５ｍ（＝ ） ２０ ｍ（－ ） ｌ ６ｎ ｘ ０ 到 ０ｒ ｘ １ ｉ 的范 围 内调 节 ．由于该 范 围覆 盖 了地 球 上大 气
Ａｌ Ｇ ａ ．Ｎ ０３ ０７ ｌ
．
Ｉ ａ ｒ ｕ ｒ ｎ ｓｏｆｌ Ａ ｎ ｎ ａ ｈ ａ ｅ ｆ２ ５ ａ ｄ ６ ５ ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｌ ｄ ｔ ｈ ｄ ｄａ ｋ ｃ ｒ ｅ ｔ ｐ ａ ｄ ｌ Ａ ｔ ｔ ｅ ｂｉ ｓ ｏ ． Ｖ ｎ ． Ｖ ｅ ｐ ｃ ｉ ｅｙ ａ ｓ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ Ｍｅ ａ－ ｅ ｃ ｎ ｕ ｔ ｒＭｅ ａ Ｍ Ｓ １ ｌｒｖ ｏｅ ｈ ｔ ｄ ｔ ｃｏ ｓｆ ｂ ｉａ ｅ ｎ ｔ ｅｕ ＿ ｓ ｒ ｃ ： ｔ ｌ ｍｉ ｄ ｃ ｏ － ｔ ｌｆ Ｍ ｔａ ｉ ｌ ｐ ｏ ｏ ｅｅ ｔ ｒｗａ ａ ｒ ｔｄ ｏ ｈ ｎ Ｓ ｏ ｕ ｔ ｃ
关键词 ： Ｍ ；暗 电流 ；响应 率；光谱 响应 ＭＳ 中图分类 号： Ｔ ３ 文献 标识 码： Ａ Ｎ６ Ａ ｌ ａ ＳＭ Ｖ Ｇ Ｎ Ｍ Ｕ Ｐｈｏ ｏｄｅ ｅ ｔ ｔ ｔ ｃ ｏｒ
Ｃ Ｅ Ｇ Ｃ ｉｉ ． Ｕ Ｚ ｅｇｘ ｇ Ｓ Ｊ ｎ ｉ Ｃ Ｅ ｈ ｚｏ ｇ２ Ｚ Ａ Ｇ Ｇ ｏｙ ２ Ｓ Ｎ Ｗｅ ｇ ｏ Ｈ Ｎ ａ ｊ ｇ Ｌ ｈ ｎ—ｉ ， Ｉ ｕ－ｅ －ｎ ｎ ｊ ， Ｈ Ｎ Ｚ ｉ ｈ ｎ ， Ｈ Ｎ ｕ－ｉ ， Ｕ ｉ ｕ — —
紫外探测器能探 测到 飞机、 火箭和 导弹等 飞行 目
标 的尾焰 或羽焰 中释放 出的大量 紫外辐射 ， 以 所 在 军用方 面可以应 用于空 间防务 和报警 系统 ； 在
ZnO紫外光电阴极制备及激活工艺技术
来 改变 薄膜 的性 能 。Ｚ Ｏ 薄膜 正 是通 过 Ｚ Ｏ薄 膜 掺 Ａ ｎ 入 Ａ 元 素而 获得 ，具有 与 Ｚ Ｏ薄 膜相 同 的六 角形 纤 １ ｎ 锌矿结 构 ，并 呈 （ ０ ） ０ ２ 面择 优 取 向。 因为 Ａ １离 子 半 径 比 ｚ 子半径 小 ，Ａ ｎ离 ｌ原子容 易成 为替 位原 子而 占 据 ｚ 子 的位 置 ，也容易 成为 间隙原 子而存 在 。 ｎ原
中图 分 类 号 Ｔ ９ ． １ Ｎ０ ２ ４ 文献 标 识 码 Ａ 文章编号 １０ ７ ２ ｛０ １ ０ ０ ７— ８０ ２ １ ）７—１８— ４ ４ ０
Ｐｒ ｐ ｒ ｔｏ ｎｄ Ａｃ ｉ ａ ｉ ｎ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｈｅ Ｚｎ ｔ ａ ｉ ｌｔ Ｅｌ ｃ ｒｃ ｔ ｔ ｏ ｅ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ａ ｔｖ ｔｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｆｔ ｏ Ｕｌｒ ｖ ｏ ｅ ｅ ｔ ｉｉｙ Ｃａ ｈ ｄ
ＸＵ ａｅ ｇ Ｈｕ ｔ ｎ
（ ｏｌｇ ｆ ｎｏｍ ｔ ｎＳ ｉｎｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｘｉｍｅ ｉｅｓ ｙ ｉｍｅ ６ ０ ５，Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｅｏ ｆｒ ａｉ ｃｅ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ ｅ Ｉ ｏ ａ ｎＵｎｖ ｒ ｔ ，Ｘ ａ ｎ３ １０ ｉ ｈｎ ）
Ａｂ ｔａ ｔ Ｚ Ｏ ｐ ｏｏ ａｈ ｄ ｓ ｓ ｏ ｅ ｔｎ ｉｅ ｐ ｏ ｐ ｃ ｎ ｕ ｔａ ｉｌｔｄ ｔｃｉｎ． Ｚｎ ｉ ｕｔｂ ｅ ｃ ｎ ｉａｅ ｆｒ ｓｒ ｃ ｎ ｈ ｔｃ ｔｏ ｅ ｈ ｗ ｘｅ ｓｖ ｒｓ ｅ ｔｉ ｌｒｖｏｅ ｅｅ ｔ ｏ Ｏ ｓａ ｓ ｉ ｌ ａ ｄｄ ｔ ｏ ａ ｔｅ ＵＶ ｐｏ ｌｃｒｎ ｃｄ ｖｃ ｐ ｌｃ ｔｏ ｓａ ｏ ｍ ｅ ｅａｕ ｅ Ｔｈ ｅａｉｎ ｈ ｐ ｂ ｔ ｅ ｌｃｒ ｄ ｐ ｔ ｒｎ ｉ ｈ ｏ ｔｅｅ ｔｏ ｉ ｅ ｉｅ ａ ｐｉａｉｎ ｔｒｏ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ． ｅ ｒｌｔｏ ｓ ｉ ｅｗｅ ｎ Ｃｒｅｅ ｔｏ ｅ ｓ ｕｔ ｉｇｔｍｅ ｅ ａ ｄ ｔａ ｓ ａ ｅ ｃ ｎ ｕｆｃ ｅ ｉｔｎ ｅ ｉ ｄ ｓｕ ｓ ｄ Ｔ ｅ ｒｌｔｏ ｓ ｉ ｅｗ ｅ ｈ ａｋ ｃ ｒｅ ｔａ ｄ ｐ ｏｏ ｕｒ ｎ ｒ ｎ ｒｎ ｐ ｒｎ ｙ ａ ｄ ｓ ｒａ ｅ ｒｓｓａ ｃ ｓ ｉｃ ｓｅ ． ｈ ｅａｉｎ ｈ ｐ ｂ ｔ ｅ ｎ ｔｅ ｄ ｒ ｕ ｒ ｎ ｎ ｈ ｔｃ ｒｅ ｔ ｅ ａ ｓｕ ｉｄ ｔ ｄｅ ．
LMBE法生长Mg0.2Zn0.8O及MSM型紫外探测器的制备
光 电导 紫 外 探 测 器 ． 响 应 时 间 的测 试 表 明 ， 测 器 的 上 升 时 间 仅 为 １ ． ｎ ， 降 时 间 为 ６ ５ ｓ 对 探 ４ ３ ｓ下 ．Ｆ．
关 键 词 ：Ｍｇ 。 ｏ 薄 膜 ；紫 外 探 测 器 ；响 应 时 间 ｏ ｚｎ
ＰＡＣＣ： ６８ ５５； ７ ０； ７ ４０ Ｌ Ｅ 法 进行 ＭｇｌＺｎ Ｏ 薄 膜 的 ＭＢ ０ ２ 外延生 长 ， １为生 长系 统 的结 构示 意 图 ． 图 由于配置 了反射 式 高 能 电子 衍 射 仪 （ ＲＨＥＥ ， 以对 薄 膜 Ｄ） 可 的外延 生 长过程 进 行 实 时 的 原位 检 测 ， 而 可 以 了 进 解薄膜 表 面粗糙 程 度 随 生 长 条件 的变 化 ． 光 光源 激 采 用 Ｌ ｍｂ ａＰ ｙ ｉ 司 的 Ｃ ｍｐ ｘ ０ ａ ｄ ｈ ｓ ｋ公 ｏ ｅ ｌ ２型 Ｋｒ Ｆ准
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第 ２ ８卷
第 ８期
半
导
体
学
报
Ｖ Ｏ１ ２ ＮＯ． ．８ ８ Ａｕ ｇ．， ００７ ２
２０ ０ ７年 ８月
ＣＨ Ｉ ＮＥＳＥ ＯＵ ＲＮ ＡＬ Ｆ Ｊ Ｏ ＳＥＭ Ｉ ＣＯ Ｎ ＤＵ ＣＴＣＩ Ｓ Ｒ
Ｌ Ｅ法 生长 Ｍｇ． ｎ． ＭＢ ０ ０ ２ ８ Ｚ Ｏ及 ＭＳ 型 紫 外 Ｍ 探 测器 的制 备 ＊
Ｍｇ Ｚ 薄 膜除 了具 有与 Ｚｎ 类似 的优 势 ｎ一 ０ Ｏ 外， 其禁 带宽 度随 Ｍｇ含量 的不 同连续 可调 ， 带 宽 禁
度 范 围 为 ３ ３ Ｖ（ ． ｅ Ｘ＝０ 到 ７ ８ Ｖ （ ） ． ｅ Ｘ＝１ ， 应 地 ， ）相
截止 波长 也几 乎覆 盖 了整 个 紫外 波 段 ， 括 了 ｕＶ． 包
氧化镓日盲紫外-概述说明以及解释
氧化镓日盲紫外-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分内容：氧化镓（Ga2O3）是一种具有宽禁带宽度的半导体材料，具有良好的光电性能和热稳定性，在近年来备受关注。
其特别之处在于其带隙较宽，可以实现紫外光的高效吸收和发射，因此在紫外光电子器件领域具有巨大的应用潜力。
本文旨在系统地介绍氧化镓在紫外光电子器件领域的研究进展和应用。
首先，本文将对氧化镓的基本性质进行介绍，包括晶体结构、能带结构以及其在紫外光下的吸收和发射特性。
接着，将详细探讨氧化镓材料在紫外光电探测器、紫外光发光二极管和紫外激光器方面的应用。
同时，本文还将对氧化镓材料的制备方法和表征技术进行介绍，以及目前面临的挑战和未来的发展方向。
通过对已有研究成果的总结和分析，我们可以清晰地认识到氧化镓材料在紫外光电子器件领域的巨大潜力。
其高效的紫外光吸收和发射特性，使得氧化镓在紫外光电子器件中展现出了优异的性能表现。
然而，仍然存在一些技术难题需要解决，例如如何提高氧化镓材料的纯度和晶体质量，以及如何进一步优化器件结构和性能等。
综上所述，通过对氧化镓在紫外光电子器件领域的研究进展和应用进行全面的介绍和探讨，本文有助于提高人们对氧化镓材料的认识和理解，同时为进一步的研究和应用提供了参考和借鉴。
希望本文能够对紫外光电子器件领域的学者和工程师有所启发，并推动相关研究的发展和进步。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：文章结构本文共包括引言、正文和结论三个部分。
每个部分分别包含若干小节，用于展开讨论文中的相关内容。
引言部分主要介绍了本文的研究背景和意义，并明确了文章的目的。
首先，概述介绍了氧化镓日盲紫外的研究领域，说明了该领域的重要性和研究现状。
然后，文章结构部分对整篇文章进行了简要的概述，包括各个部分的内容和组织顺序。
最后，明确了本文的研究目的，即从多个角度探讨氧化镓日盲紫外的相关问题。
正文部分是整篇文章的核心部分，包括了第一要点、第二要点和第三要点三个小节。
高增益ZnO_肖特基紫外光电探测器光响应特性
第 44 卷第 10 期2023年 10 月Vol.44 No.10Oct., 2023发光学报CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCE高增益ZnO肖特基紫外光电探测器光响应特性段雨晗1，2*，蒋大勇1，2，赵曼1，2（1. 长春理工大学材料科学与工程学院，吉林长春 130022； 2. 光电功能材料教育部工程研究中心，吉林长春 130022）摘要：ZnO宽禁带半导体紫外光电探测器具有稳定性高、成本低等诸多优势，在国防、医疗、环境监测等领域具有重要的应用前景。
本文采用射频磁控技术在SiO2衬底上制备了ZnO薄膜，在此基础上获得了具有高增益的金属⁃半导体⁃金属（MSM）结构的ZnO紫外光电探测器。
10 V偏压下，探测器的响应度和外量子效率分别为4.90 A/W和1668%。
这是由于光照情况下，半导体与金属界面处的空穴俘获产生高增益所导致的。
此外，进一步研究了增益效应、外加偏压和耗尽层宽度对ZnO紫外光电探测器响应度的调控规律与影响机制，为高性能紫外光电探测器的研制与性能调控提供了重要的参考依据。
关键词：ZnO；紫外光电探测器；响应度；增益效应；耗尽层中图分类号：O472 文献标识码：A DOI： 10.37188/CJL.20230169Responsivity Characteristics of ZnO SchottkyUltraviolet Photodetectors with High GainDUAN Yuhan1，2*， JIANG Dayong1，2， ZHAO Man1，2（1. School of Materials Science and Engineering， Changchun University of Science and Technology， Changchun 130022， China；2. Engineering Research Center of Optoelectronic Functional Materials， Ministry of Education， Changchun 130022， China）* Corresponding Author， E-mail： duanyuhan@Abstract：The wide bandgap semiconductor ZnO ultraviolet （UV）photodetector has many advantages，such as high stability，low cost，and has important application prospects in fields such as national defense，medical care，and environmental monitoring. In this work， ZnO thin films were fabricated on SiO2 substrate using radio frequency magnetron sputtering.Subsequently，a ZnO UV photodetector with a high-gain metal-semiconductor-metal （MSM）structure was achieved. At a bias voltage of 10 V， the detector exhibited a responsivity of 4.90 A/W and an external quantum efficiency of 1668%. This high gain was attributed to the hole trapping at the semiconductor-metal interface under illumination.Furthermore，the modulation rules and influence mechanisms of gain effect，applied bias volt⁃age，and depletion layer width on the responsivity of ZnO UV photodetector were thoroughly investigated.This re⁃search provides an important reference for the development and performance control of high-performance UV photode⁃tectors.Key words：ZnO； ultraviolet photodetector； responsivity； gain effect； depletion layer1 引 言紫外探测技术在导弹制导、紫外预警、保密通讯、电网安全监测、人类医疗健康以及全球环境监测等领域具有重要的应用前景[1-6]。
宽禁带半导体MSM结构紫外探测器的研究
宽禁带半导体MSM结构紫外探测器的研究宽禁带半导体MSM结构紫外探测器的研究近年来，随着信息技术和通信领域的快速发展，对于高性能紫外探测器的需求不断增加。
紫外探测器在太阳能光谱研究、积极防护等领域具有广阔的应用前景。
目前，宽禁带半导体金属半导体金属（MSM）结构被广泛应用于紫外探测器的制备，因其具备快速响应速度、高灵敏度、低噪声和良好稳定性等优点。
首先，我们需要了解什么是宽禁带半导体。
宽禁带半导体指的是具有较大能隙的半导体材料，一般指的是能带宽度大于2.0 eV的半导体。
相比于窄禁带半导体，宽禁带半导体具有较好的紫外光响应特性。
这使得宽禁带半导体成为制备高性能紫外探测器的良好选择。
MSM结构是宽禁带半导体紫外探测器中常用的结构之一，由两个金属电极夹持着宽禁带半导体层组成。
它的工作原理是当紫外光照射到宽禁带半导体材料上时，产生的光生载流子在电场的驱动下沿电场方向运动，最终被金属电极采集。
金属电极之间的电流就可以作为紫外光的光信号。
MSM结构具有响应速度快、器件噪声低等优势，适用于高速通信和高精度测量等领域。
在宽禁带半导体MSM结构紫外探测器的研究中，关键问题之一是材料选择。
常见的宽禁带半导体材料包括ZnO、Ga2O3、AlN等。
以ZnO为例，它具有较高的导电率和透明性，能够在紫外光区域实现较高的光吸收效果。
此外，ZnO还具有优异的热稳定性和化学稳定性，有利于提高器件的寿命。
除了材料选择，界面工程也是宽禁带半导体MSM结构紫外探测器研究的重要方向。
界面工程主要通过控制材料的界面特性来提高器件的光电特性。
一种常用的界面工程方法是通过引入介电层来调节材料的界面能级，从而减少缺陷态的存在。
此外，还有其他一些相关研究工作在宽禁带半导体MSM结构紫外探测器的研究中发挥了重要作用。
例如，优化电极形状和尺寸可以提高器件的灵敏度和响应速度。
通过引入表面等离子体共振效应，可以实现对特定波长的紫外光的高效吸收。
综上所述，宽禁带半导体MSM结构紫外探测器具有广泛的应用前景。
最新常用光电探测器PPT课件
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RL Rg
光敏电阻
时间响应特性
光敏电阻受光照后或被遮光后，回路电流并不立即增 大或减小，而是有一响应时间。响应时间常数是由电流上 升时间和衰减时间表示。
光敏电阻的响应时间与入射光的照度，所加电压、负 载电阻及照度变化前电阻所经历的时间（称为前历时间） 等因素有关。
光敏电阻
稳定特性
P3
－ V
+
u2 RL1
u1 o i1
RL2
i2
i
RL1
RL2 RL
i
▪ 第三象限是反偏压状态。这时iD=iS0，是普通二极管中的反向饱和电流，
称为暗电流(对应于光功率P=0)，数值很小，这时的光电流(等于i-iS0)是 流过探测器的主要电流，对应于光导工作模式。通常把光导工作模式的
光伏探测器称为光电二极管，因为它的外回路特性与光电导探测器十分
几种国产硅光电池的特性
硅光电池——太阳电池
硅光电池——太阳电池
硅光电池——太阳电池
硅光电池——太阳电池
硅光电池——太阳电池
硅光电池——太阳电池
硅光电池——太阳电池
短路电流和开路电压
短路电流——RL=0 开路电压——RL=∞
光电池等效电路
Cj：结电容 ish：pn结漏电流，很小 Rsh：等效泄露电阻，很大 Rs：引出电极－管芯接触电阻
HgxCd1-xTe探测器：化合物本征型光电导探测器，由 HgTe和GdTe两种材料混在一起的固溶体，其禁带宽度 随组分x呈线性变化。当x=0.2时响应波长为8~14μm， 工作温度77K，用液氮致冷；内电流增益约为500，低 内阻，广泛用于10.6μm的CO2激光探测。
光敏电阻
宽带隙半导体材料与紫外光探测器
具有宽禁带的半导体材料
半导体材料
GaN ZnO
TiO2 C-BN 金刚石 AlN SiC Ga2O3（高温）
禁带类型 直接 直接 间接 间接 间接 直接 间接 直接
禁带宽度Eg/eV
3.39 3.37 金红石3.0，锐钛矿3.2 6.4 5.47
6.2 4H-SiC3.23，6H-SiC3.0
4.8~5.1
• VLS机制中，常采用激光烧蚀法、热蒸发法 以及金属有机化学气相沉积法 • 激光烧蚀法（laser ablation）是利用激光在 特定气氛下轰击靶材，将催化金属和目标材 料的原材料一同用激光蒸发，同时结合一定 气体，在衬底或反应腔壁上沉积纳米材料
气相合成
• 热蒸发法（thermal evaporation）：将一种 或几种反应物，在高温区通过加热形成蒸汽 ，然后用惰性气体运送到反应器低温区，从 而生长准一维纳米材料 固体粉 末物理 蒸发 化学气 相沉积
• 溶剂热法则是 以有机溶剂代 替水
汇报内容
紫外敏感材料——宽禁带半导体
1.半导体及其带隙 2.宽禁带材料的特点 3.具有宽禁带的半导体材料
准一维纳米材料的合成
1.合成方法总述 2.气相合成
紫外光探测器
1.发展现状 2.薄膜探测器 3.纳米探测器
气相合成 • 气相合成法的特点 优势：可生长几乎任何无机材料的准一维纳 米材料/结构，操作简单易行 不足：一般需要较高温度，难以制造有机材 料、无机-有机负荷材料及金属离子掺杂体系
（1）在系统工作要求的波长区域范围内，有高的 量子效率； （2）响应速度快； （3）具有好的线性输入-输出性质； （4）能在需要的环境下可靠的工作
日盲紫外光电探测器课件PPT
4. 时间常数的主要因素为电路时间常数，应恰
当地选择 电路的负载电阻是提高其频率特性的
关键[7]
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24
优点[7] ：
P-I-N结构
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P-I-N结构
P-i-n结构紫外光电二极管管芯结构[7] ：
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P-I-N结构
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P-N结构
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4
日盲紫外光电探测器的制备材料
4H-SiC [1] MgZnO [1]
GaN /AlGaN [1]
ห้องสมุดไป่ตู้
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5
4H一SIC
4H一SIC：间接带隙, 带隙为3.26eV [1] 高熔点(28300C) [1] 高热传导性(4.9一SW/cm.k) [1]
能在高温度和高能量下工作[1] 光电材料, 量子效率很低, 带隙不可调制[1]
15
实现结构
MSM
p-n
p-i-n
APD
SAM
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MSM结构
MSM结构 分为光电导型和肖特基型[5]
光电导型工作原理：主要是利用光电导效应来制 备探测器[5]
光电导效应： 光照
内部电子束缚态
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自由态 加外电场
电流增大
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MSM结构
肖特基型工作原理：
1.偏压 2.紫外光照射
利于制备高性能的日盲紫外探测器，MgZnO 三元合 金材料可以应用在从 200-370nm 很宽的紫外光波段[4]
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镁锌氧(MgZnO)
采用紫外可见光谱法求取禁带宽度分析
采用紫外可见光谱法求取禁带宽度分析禁带宽度是指固体、液体或气体中不同能级之间的能量差异。
它在材料科学、光电子学、半导体学等领域中有着重要的应用。
紫外可见光谱法是一种常用的表征禁带宽度的方法。
本文将介绍紫外可见光谱法的原理和应用，并详细描述如何使用该方法进行禁带宽度分析。
紫外可见光谱法是通过测量物质在紫外和可见光波长范围内的吸收光强，进而获得材料的吸收光谱信息。
根据实验结果，可以计算禁带宽度或带隙能量值。
在可见光谱范围内，材料吸收较强的光波段称为吸收峰，而吸收较弱的光波段称为透明窗口。
禁带宽度是指能量差异使得透明窗口出现的能带。
进行禁带宽度分析的实验流程如下：1.样品制备：选择需要分析禁带宽度的材料制备样品。
样品通常为薄膜或固体材料。
确保样品表面光洁、无杂质。
2.仪器准备：准备一台紫外可见光谱仪和所需的光源。
校正仪器零点和基线以确保准确测量。
3. 设置测量条件：根据样品类型和期望的测量结果，选择适当的波长范围和扫描速度。
一般来说，可见光谱范围为350nm到800nm，而紫外光谱范围为185nm到350nm。
4.开始测量：将样品放置在光路中，确保样品与光路垂直接触。
开始扫描，并记录吸光度和波长的信息。
5.数据处理：根据实验测量的数据，绘制吸光度和波长的曲线，并找到波长范围内的吸收峰和透明窗口。
通过计算波长范围内的光强差异，可以获得禁带宽度或带隙能量值。
应用紫外可见光谱法进行禁带宽度分析的步骤如上所述，但具体操作时还需注意以下几点：1.样品制备方面，要保证样品的表面光洁，以避免其他杂质的影响。
2.仪器操作要仔细。
在测量前，先校正仪器零点和基线。
在测量过程中，要确保样品与光路垂直接触，并避免任何干扰因素。
3.数据处理要准确。
在绘制吸光度和波长曲线时，要注意识别吸收峰和透明窗口的位置。
对于较复杂的样品，可能需要使用专业的软件进行数据处理和分析。
紫外可见光谱法是一种常用的表征禁带宽度的方法。
通过测量样品在紫外和可见光波长范围内的吸收光强，可以获得禁带宽度或带隙能量值。
CVD金刚石膜紫外光探测器
CVD金刚石膜紫外光探测器
马莹;王林军;刘健敏;楼燕燕;夏义本
【期刊名称】《真空科学与技术学报》
【年(卷),期】2006(26)6
【摘要】宽禁带半导体金刚石具有许多独特特性,基于此种材料的紫外光探测器能在高温、强腐蚀和强辐射等恶劣环境下工作,成为近年来紫外探测技术研究的重点课题之一。
本文综述了CVD金刚石膜紫外光探测器的研究及应用进展。
【总页数】7页(P475-481)
【关键词】金刚石膜;紫外光;探测器;性能
【作者】马莹;王林军;刘健敏;楼燕燕;夏义本
【作者单位】上海大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN36
【相关文献】
1.CVD金刚石膜X射线探测器的研制及性能研究 [J], 刘健敏;夏义本;王林军;张明龙;苏青峰;史伟民
2.CVD金刚石膜的光电性能及其在辐射探测器中的应用 [J], 张明龙
3.CVD金刚石薄膜紫外光探测器研究 [J], 肖金龙
4.金刚石膜紫外光电导探测器及性能 [J], 王玉光;费允杰;冯克安
5.金刚石膜紫外光探测器的研究与进展 [J], 张兵;刘凤艳;徐幸梓
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二、宽禁带半导体紫外探测器概述
(3) 量子效率
量子效率分为内量子效率和外量子效率： ◆ 内量子效率定义为入射至器件中的每一个光子所产生的电子-空穴对数目，即
◆ 第三代宽带隙半导体材料主要包括SiC、GaN、ZnO和金刚石等，同第一、 二代电子材料相比，具有禁带宽度大、电子漂移饱和速度高、介电常数小、 导热性能好等特点，适合于制作抗辐射、高频、大功率和高密度集成的电 子器件；而利用其特有的宽禁带，还可以制作蓝、绿光和紫外光的发光器 件和光探测器件。
一、引言
一、引言
◆ 相比之下，我国对宽禁带半导体材料与器件的研究起步晚，而且研究单位较 少，存在生长设备落后、投入不足、缺少高质量大尺寸的衬底、外延生长 技术不成熟等问题，进展较慢，还处在初步阶段。
◆ 虽然军事上、民用上都迫切需要高性能、高可靠性的紫外探测器，但目前所 研制的宽禁带半导体紫外探测器还未达到商品化的程度。
i 产生入的射电 的 空 子光 穴子 对数 个数
◆ 在实际应用中，入射光的一部分在器件表面被反射掉，在有源层中被吸收部分 的大小又取决于材料的吸收系数和厚度，所以实际上只是部分的Popt能被器件有效 地吸收而转化为光电流。定义外量子效率为
◆ 但是由于工艺技术上的问题，特别是材料生长和晶片加工的难题，进展一直十 分缓慢。直到20世纪80年代后期至90年代初，SiC单晶生长技术和GaN异质结 外延技术的突破，使得宽禁带半导体器件的研制和应用得到迅速的发展。
◆ 用SiC、GaN材料制造实用化器件已经在电力电子、射频微波、蓝光激光器、紫 外探测器和MEMS器件等重要领域显示出比硅和GaAs更优异的特性，并开始取 得非常引人注目的进展。
◆ 在美国军方的支持下，CREE公司于2001年已将GaN HEMT器件与相关的外延材 料用航天飞机运载到空间站并将它们安置在空间站的舱外，进行轨道运行试验， 以便真实地评估器件的可靠性和抗辐照能力。
◆ 为了进一步推进宽禁带半导体器件的发展，美国国防部在2001年启动宽禁带半导 体技术创新计划(WBSTI)，重点解决材料质量和器件制造技术问题，促进此类器 件工程化应用的进展。
宽禁带半导体紫外 探测器
主要内容
一 引言 二 宽禁带半导体紫外探测器概述 三 紫外探测器的应用
一、引言
◆ 第一代元素半导体材料Si以及第二代化合物半导体GaAs、InP等材料由于具 有禁带宽度小、器件长波截止波长大、最高工作温度低等特点而使得器件 的特性及使用存在很大局限性，满足不了目前军事系统的要求。
一、引言
❖ 由于SiC、GaN等宽禁带半导体材料在军事领域具有巨大的应用潜力， 很多国家都开展了相关材料与器件的研究：
◆ 美国军方十分重视SiC、GaN器件，美国国防部高级研究计划局(DARPA)、ONR、 空军研究实验室(AFRL)、美国弹道导弹防御组织(BMDO)等部门一直把GaN微波 功率器件作为重点支持的领域。
◆ 在过去十几年中，为了避免使用昂贵的滤光器，实现紫外探测器在太 阳盲区下运行，以材料和外延技术较为成熟的SiC、GaN为代表的宽 带隙半导体紫外探测器引起世界各国重视。
一、引言
◆ 宽禁带半导体材料具有卓越的物理化学特性和潜在的技术优势，用它们制作的 器件在军用、民用领域有更好的发展前景，一直受到半导体业界人士的关注。
二、宽禁带半导体紫外探测器概述
(1) 光谱响应特性
◆ 当不同波长的光照射探测器时，只有能量满足一定条件的光子才能激发出光生 载流子从而产生光生电流。 ◆ 对于半导体材料，要发生本征吸收，光子能量必须大于或者等于禁带宽度，即 对应于本征吸收光谱，探测器对光的响应在长波方面存在一个波长界限λ0，根据 发生本征吸收的条件
◆ 紫外探测器的性能受到多方面因素的影响，要制备性能优越的紫外探测器， 可以从以下几个问题入手：1）宽禁带半导体材料的生长技术；2）宽禁带 半导体紫外探测器的关键工艺技术；3）探测器结构的设计与优化。
二、宽禁带半导体紫外探测器概述
1、紫外探测器的性能参数
紫外探测器的主要参数包括暗电流、光电流、响应度、量子效 率和响应时间等。
材料 带隙类型
表1 Si、GaAs和宽带隙半导体材料的特性对比
Si和GaAs
宽带隙半导体材料
Si
GaAs
SiC
金刚石
GaN
间接 直接
间接
间接
直接
ZnO 直接
禁带宽度(eV)
1.119 1.428 2.994
5.5
3.36
3.37
熔点(℃)
1420
1238
2830
4000
1700 1975
热导率(W/cm•K)
hh0 Eg
可得到本征吸收长波限的公式为
0
hc 1.24(m)
Eg Eg(eV)
二、宽禁带半导体紫外探测器概述
(1) 光谱响应特性
根据半导体材料的禁带宽度，可以算出相应的本征吸收长波限。 ★ 对于GaN材料而言，Eg=3.4eV，则GaN探测器的长波限λ0≈365nm。 ★ 对于4H-SiC材料，Eg=3.26eV，则其长波限λ0≈380nm 。
1.40
0.54
4.9
20
1.5
-
电子迁移率(cm2/V•s) 1350
8000
1000
2200
900
-
介电常数
11.9 13.18
9.7
5.5
8.9
-
饱和速率(cm/s)
1×107 2×107 2×107 2.7×107 2.5×107
-
一、引言
◆ 在紫外探测器方面，目前已投入商业和军事应用的比较常见的是光电 倍增管和硅基紫外光电管。光电倍增管需要在高电压下工作，而且体 积笨重、易损坏，对于实际应用有一定的局限性。硅基紫外光电管需 要附带滤光片，这无疑会增加制造的复杂性并降低性能。
从计算结果可以看出，GaN、4H-SiC材料的本征吸收长波限都在紫外区。
二、宽禁带半导体紫外探测器概述
(2) 响应度
光电响应度是表征探测器将入射光转换为电信号能力的一个参数。光电 响应度也称光电灵敏度，定义为单位入射光功率与所产生的平均光电流之比， 单位为A/W。
RIph q(m) Popt h 1.24