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中科院半導(dǎo)體所在柔性一維光電探測器研究方面取得系列進(jìn)展

發(fā)布:cyqdesign 2016-03-24 11:46 閱讀:5571
隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展,人們對便攜化、娛樂化、健康化的可穿戴式電子設(shè)備不斷追求,促使其相應(yīng)的柔性傳感器件向著高效、低成本、大面積制造等方向發(fā)展。近些年,為了實(shí)現(xiàn)光電探測器的便攜化和可移植化,柔性光電探測器的設(shè)計(jì)與制備受到了研究人員的廣泛關(guān)注。柔性光探技術(shù)的快速發(fā)展對敏感材料的敏感性與柔韌性要求越來越高。一維無機(jī)納米材料具有高的長徑比,各向異性特點(diǎn)明顯。其獨(dú)特的電子限域作用有利于電子和空穴能態(tài)保持分離,能有效延長載流子壽命,展現(xiàn)出優(yōu)秀的光電特性。同時(shí),線性的幾何結(jié)構(gòu),使得其對外力具有很好的彈性,導(dǎo)致在發(fā)生形變后,材料表面不會(huì)產(chǎn)生裂紋。這些特點(diǎn)都使得一維無機(jī)納米材料適用于微型柔性光電器件的設(shè)計(jì)和制備。 <S'5`-&  
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  最近,中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所超晶格國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員沈國震課題組,在一維無機(jī)分枝同質(zhì)/異質(zhì)納米線制備及柔性光電探測研究方面取得了系列進(jìn)展。博士生李祿東等提出了通過構(gòu)造CdS分枝同質(zhì)納米線來改善其探測靈敏度的想法,成功地設(shè)計(jì)出了具有超高探測靈敏度的CdS柔性可見光探測器,其在可見光照射下的光暗電流開關(guān)比高達(dá)1.96 × 104,比探測率為4.27 × 1012 Jones,比之前報(bào)道過的CdS納米線光電探測器高出了幾個(gè)數(shù)量級,相關(guān)工作發(fā)表在ACS Applied Materials & Interfaces (2015, 7, 23507−23514)上。 irSdqa/  
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  為了進(jìn)一步提高探測器的光電性能以及拓寬器件的光譜響應(yīng)。課題組婁正博士利用兩步法在ZnS納米線表面生長了一層CdS納米棒,形成ZnS/CdS分枝異質(zhì)納米線。由于電子空穴對在界面處的分離,ZnS/CdS分枝異質(zhì)納米線對350 nm紫外光響應(yīng)相對于純相的ZnS納米線有明顯的提高,其光暗電流開關(guān)比達(dá)到了105,比探測率為2.2 × 1014 Jones。同時(shí),由于引入了CdS納米棒,器件對可見光也有很好的響應(yīng)。此外,大面積的ZnS/CdS分枝異質(zhì)納米線光探器件也被組裝到柔性的PET襯底上,呈現(xiàn)出優(yōu)良的重復(fù)性和穩(wěn)定性,經(jīng)過不同程度和不同次數(shù)的彎曲后,其性能基本保持不變。相關(guān)工作發(fā)表在Nanoscale (2016, 8, 5219−5225)上。 ;0Yeo"-  
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  此外,課題組利用超晶格納米線載流子遷移率高、電子傳輸功率可調(diào)制以及獨(dú)特的光學(xué)特性等特點(diǎn),制備出了高響應(yīng)的InGaO3(ZnO)超晶格納米線柔性紫外光探測器。相關(guān)工作發(fā)表在Advanced Electronic Materials (2015, 1, DOI: 10.1002/aelm.201500054)上,并被編輯選作期刊卷首。同時(shí),課題組關(guān)于多元氧化物ZnGaO3單根納米線柔性紫外光探測器的工作也發(fā)表在Nano Research (2015, 8, 2162-2169)上。 *Z"9Q