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基于大面积自组装hBN薄膜的超低暗电流真空紫外光探测器

发布时间： 2023-08-09 15:35:44 来源：互联网）

紫外光探测器在许多领域中发挥着重要的作用，包括光电子学、生物医学、环境监测等。在紫外光谱范围内，大面积自组装氮化硼（hBN）薄膜的研究日益受到关注。hBN薄膜具有优异的热稳定性、高电子迁移率和宽能带隙等特点，因此被认为是理想的紫外光探测材料。本文基于大面积自组装hBN薄膜，研制了一种STM32F030RCT6超低暗电流真空紫外光探测器，对其性能进行了详细的研究和分析。

一、材料与方法：

1、大面积自组装hBN薄膜的制备：

(资料图片)

采用化学气相沉积（CVD）方法，在镍衬底上生长出大面积的hBN薄膜。通过优化生长条件，获得了高质量的hBN薄膜。

2、真空紫外光探测器的制备：

将大面积自组装hBN薄膜转移到硅衬底上，并使用光刻和蒸发等工艺，制备出具有亲和层的金电极。最后，将探测器封装在低温真空环境中。

二、性能测试：

1、暗电流测试：

在真空环境中，通过施加不同偏置电压，测量探测器的暗电流。结果显示，该探测器具有极低的暗电流，达到10^-12 A级别。

2、光电流测试：

在真空紫外光源照射下，测量探测器的光电流。通过调整光源强度和波长，研究了探测器的光电流特性。结果表明，该探测器在紫外光谱范围内具有高灵敏度和响应速度。

3、光谱测试：

使用单色光源，对探测器的光谱响应进行测试。结果显示，该探测器在200-400 nm波长范围内具有较高的光谱响应。

三、性能分析：

1、暗电流机制：

通过分析暗电流与电压的关系，推测了暗电流的机制。结果表明，暗电流主要来自于载流子的热激发和漏电流。

2、光电流机制：

通过分析光电流与光强度和波长的关系，研究了光电流的机制。结果表明，光电流主要来自于光生载流子的贡献。

3、性能优化：

通过调整材料和器件结构参数，优化了探测器的性能。例如，调整hBN薄膜厚度、金电极亲和层的厚度等。

四、结论：

本文成功研制了一种基于大面积自组装hBN薄膜的超低暗电流真空紫外光探测器。该探测器具有极低的暗电流和高灵敏度，适用于紫外光谱范围内的应用。此外，通过优化材料和器件结构参数，可以进一步提高探测器的性能。因此，该探测器具有广阔的应用前景。

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