您的位置: turnitin查重官网> 工程 >> 工业设计 >硫化化学液相法制备PbS红外光电薄膜与其性能

硫化化学液相法制备PbS红外光电薄膜与其性能

收藏本文 2024-03-14 点赞:9658 浏览:35402 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:硫化铅(PbS)元件的响应率高,制备工艺相对简单,可在室温下稳定工作,是一种被广泛运用于近红外波段(1-3μm)的光电导型红外探测器。为了制备出性能优异的多元阵列,首要条件是获得大面积、高均匀性、高响应性的PbS多晶膜。本论文以PbS光敏薄膜的沉积、敏化以及制成器件的老化三个工艺点出发,探讨了这些工艺条件对薄膜的性能影响及其机理。实验中生长PbS光敏薄膜的策略为化学液相法(CBD)。分别采取不同的沉积温度与磁力搅拌速率在玻璃衬底上沉积PbS薄膜,通过比较其微结构与光电性能,浅析得到了优化的沉积条件,使PbS薄膜的结晶性与表面均匀性提升,器件稳定性显著提升,工作温度区间有了一定的延展。采取CVD管式炉对PbS薄膜进行高温敏化处理,着重探讨了不同退火气氛对薄膜性能的影响。结果表明,退火时通入100sccm氮氧混合气体(N2:02=1:1)时,薄膜的载流子激活能达到0.314eV,暗阻值以及光电导灵敏度随之到达一个峰值,其中灵敏度相比空气退火提升了约4倍。仅通50sccm氧气时,薄膜的结晶性降低,方阻较小,光敏性能下降。PbS探测器的老化措施在125摄氏度的烘箱中进行,随着老化时间的增加,器件的方阻和光电导灵敏度都有所提升。通过不同老化时间对薄膜电阻温度系数影响的浅析可知,老化在空气气氛下加热进行,起到了二次退火的作用,膜层的n-p-n势垒升高,载流子激活能随之变大,以而使PbS探测器的红外光响应增强。这种改善在40h的老化条件下最为显著。关键词:硫化铅薄膜论文红外探测器论文化学液相法论文敏化论文老化论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-9

    第一章 引言9-18

    1.1 红外科学技术9-12

    1.1.1 红外辐射的本质9-10

    1.1.2 红外技术的进展10-11

    1.1.3 红外技术在现代军事领域中的运用11-12

    1.1.4 红外技术在现代民用领域中的运用12

    1.2 硫化铅红外探测器12-16

    1.2.1 红外探测器的基本原理12-14

    1.2.2 硫化铅红外探测器概述14-15

    1.2.3 硫化铅红外探测器的进展动态15-16

    1.3 本论文的探讨案例及技术路线16-18

    第二章 PbS的主要性能参数测试策略18-25

    2.1 PbS薄膜的微结构表征18-19

    2.1.1 XRD物相浅析18-19

    2.1.2 SEM表面形貌浅析19

    2.2 PbS薄膜的光电特性测试19-25

    2.2.1 薄膜方阻测试19-20

    2.2.2 红外光敏特性测试20-21

    2.2.3 伏安特性测试21-22

    2.2.4 响应时间测试22-23

    2.2.5 电阻温度特性测试23-25

    第三章 PbS薄膜的沉积工艺及其性能探讨25-41

    3.1 PbS薄膜的沉积25-29

    3.1.1 基片及器皿的清洗25-26

    3.1.2 原料及反应液的配置26-27

    3.1.3 PbS薄膜的沉积原理及工艺流程27-29

    3.2 沉积温度对PbS薄膜微结构与红外响应的影响29-32

    3.2.1 表面形貌浅析30-31

    3.2.2 方阻与灵敏度31-32

    3.3 磁力搅拌速率对PbS薄膜微结构与红外响应的影响32-34

    3.3.1 表面形貌浅析32-33

    3.3.2 方阻与灵敏度33-34

    3.4 动态升温与静置恒温工艺下薄膜性能的比较34-40

    3.4.1 晶体结构34-35

    3.4.2 表面形貌与成分浅析35-36

    3.4.3 方阻与灵敏度36-37

    3.4.4 Ⅰ-Ⅴ特性与响应时间37-38

    3.4.5 电阻温度特性38-40

    3.5 本章小结40-41

    第四章 PbS薄膜的敏化工艺及其性能探讨41-53

    4.1 PbS薄膜的高温敏化工艺41-42

    4.2 PbS薄膜的敏化原理42-45

    4.2.1 少数载流子势垒论述42-44

    4.2.2 PbS薄膜光暗电导率的论述推导44-45

    4.3 PbS薄膜在不同退火气氛下的性能探讨45-53

    4.3.1 微结构45-47

    4.3.2 方阻与光电导灵敏度47-48

    4.3.3 Ⅰ-Ⅴ特性与响应时间48-51

    4.3.4 电阻温度特性51-53

    第五章 PbS探测器的制备封装及老化条件探讨53-60

    5.1 PbS薄膜的电极制作53-55

    5.2 PbS薄膜的封装技术55-56

    5.3 PbS探测器在不同老化条件下的性能探讨56-60

    5.3.1 方阻与灵敏度56-58

    5.3.2 电阻温度特性58-60

    第六章 结论60-61

    致谢61-62

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号