【摘 要】
：
近年来,紫外探测技术被广泛的应用于化学、环境和生物分析、火焰和辐射检测、天文学研究、光学通信和导弹预警等民用及军用领域。伴随着这些领域的快速发展,对紫外探测需求也日益提高。其中高性能的紫外探测器作为紫外探测技术的核心得到了广泛的关注。在众多紫外探测材料中,ZnO材料作为一种典型的宽禁带半导体材料,因其高的激子束缚能、具有晶格匹配的衬底、资源储备丰富、对环境没有污染和通过掺杂Mg元素可以实现宽的带隙
论文部分内容阅读
近年来,紫外探测技术被广泛的应用于化学、环境和生物分析、火焰和辐射检测、天文学研究、光学通信和导弹预警等民用及军用领域。伴随着这些领域的快速发展,对紫外探测需求也日益提高。其中高性能的紫外探测器作为紫外探测技术的核心得到了广泛的关注。在众多紫外探测材料中,ZnO材料作为一种典型的宽禁带半导体材料,因其高的激子束缚能、具有晶格匹配的衬底、资源储备丰富、对环境没有污染和通过掺杂Mg元素可以实现宽的带隙（3.37～7.8 e V）调节范围等优点而得到了广泛的关注。然而,目前常见的金属-氧化物-金属（MSM）结构ZnO基紫外探测器面临着量子效率低,缺乏可控的增益方式等问题。针对ZnO基紫外探测器存在的不足和关键性问题,本论文利用磁控溅射技术在MSM结构的基础上制备了三明治结构的ZnO基紫外探测器。通过增加肖特基接触面积,构建MgZnO/ZnO结等方式极大的提升了ZnO基紫外探测器的增益和外量子效率,并对其性能提升的机制进行了系统的分析。取得的主要研究成果如下:（1）在传统的MSM结构的基础上,利用射频磁控溅射技术制备了ZnO/Au/ZnO三明治结构紫外探测器。通过实现背光照射,极大的提升了器件的有源层面积,实现了器件光电转化效率的提升。除此之外,更多的肖特基接触所形成的肖特基结也加速了光生电子-空穴对的分离,极大的增加了器件的内增益。总体而言探测器的增益和外量子效率都有明显的提升。ZnO/Au/ZnO三明治结构紫外探测器在25 V偏压下的响应度到达了3.32 A/W,外量子效率达到了1100%。比较后发现三明治结构探测器的性能已经明显优于MSM结构的ZnO紫外光电探测器,响应度为MSM结构ZnO紫外光电探测器的5.73倍（0.58 A/W）。（2）针对MSM结构探测器外量子效率低,缺乏可控增益方式的问题,利用MgZnO/ZnO能带工程在ZnO/Au/ZnO三明治结构的基础上制备了MgZnO/Au/ZnO三明治结构紫外探测器,进一步提升了器件的增益和外量子效率。MgZnO/Au/ZnO三明治结构紫外探测器利用MgZnO/ZnO间形成的能带弯曲快速的分离光生电子-空穴对,通过提升有效光生载流子浓度提升器件的性能。在40 V偏压下MgZnO/Au/ZnO三明治结构紫外探测器在314和364 nm光照下的外量子效率分别到达了533%和1120%。随后通过提升MgZnO薄膜中的Mg含量将MgZnO响应度的提升倍数提升至了12.56。（3）通过优化溅射参数,在石英衬底上沉积了Mg含量高达57.6%的单一六方向MgZnO薄膜。在40 V偏压下,MgZnO紫外探测器的响应峰值成功进入了日盲波段（275 nm）,响应度到达了0.05 A/W。在此基础上通过制备MgZnO/Au/ZnO三明治结构创新性的在MSM结构中实现了雪崩效应,极大地提高了器件的内增益和外量子效率。MgZnO/Au/ZnO三明治雪崩探测器的雪崩电压小于65 V,在90 V偏压下的雪崩因子达到了98。得益于雪崩效应的高增益,MgZnO/Au/ZnO三明治结构紫外探测器在275 nm光照下的响应度和外量子效率分别达到1115.18 A/W和502780%。
其他文献
随着3D传感和人脸识别技术在手机上的广泛应用,940 nm垂直腔面发射激光器（VCSEL）作为技术的核心光源,其有低阈值电流、高频调制、二维阵列集成、动态单纵模工作等优点,在未来的光电子技术领域有更广阔的发展前景。但是,在器件研究上存在外延生长技术不完善、经验不足、成品率低和可靠性低等问题。因此,本文开展了从有源区、分布式布拉格反射镜（DBR）到VCSEL的外延生长研究工作。利用金属有机化合物气相
为提高植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum) BLPC002发酵产苯乳酸,通过单因素试验和Box-Behnken试验设计对菌株BLPC002发酵产苯乳酸的工艺条件进行优化.结果 表明,菌株BLPC002产苯乳酸最佳发酵工艺条件为:摇床接种量2.5％、转速200 r/min、装液量170 mL/500 mL和发酵温度33℃.在该优化条件下,苯乳酸产量为2.66 g/L,是优化前的1.6倍.
该研究利用高通量测序及其数理分析对酱香型白酒机械化酿造七个轮次堆积发酵酒醅的真菌菌群结构进行分析.结果 表明,七个轮次酒醅中共检出真菌4个门,102个属,185个操作分类单元(OTU).嗜热真菌属(Thermomyces)、嗜热子囊菌属(Thermoascus)、曲霉属(Aspergillus)、有孢圆酵母属(Torulaspora)、丝衣霉属(Byssochlamys)、假丝酵母属(Candida)和威克汉姆酵母属(Wicker-hamomyces)是酱香型白酒机械化堆积过程中的重要真菌属.酱香型白酒机
采用顶空固相微萃取结合气质联用(HS-SPME-GC-MS)技术测定酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) CEC01和星形假丝酵母(Candida astrulatum) X11单菌发酵、共同发酵及顺序发酵葡萄酒中的挥发性香气物质,并对结果进行主成分分析(PCA)及聚类分析(CA),探讨星形假丝酵母X11强化赤霞珠葡萄酒玫瑰香气的条件.结果 表明,菌株X11单菌发酵和混合发酵葡萄酒中苯乙醇含量显著高于酿酒酵母CEC01单菌发酵(P＜0.05),其中,菌株X11和CEC01以1∶10
该研究将植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和异常汉逊酵母(Hansenula anomala)接种至甘蓝并进行发酵,研究不同亚硒酸钠添加量对发酵甘蓝菌落数、总酸、pH、总酯、有机硒和亚硝酸盐的影响.结果 表明,添加亚硒酸钠能显著促进植物乳杆菌和异常汉逊酵母增殖(P.＜0.05),且最佳添加量为60 μmol/L.添加60 μmol/L亚硒酸钠的实验组总酸含量由初始0.013 g/100 mL快速增至发酵6d时的0.943 g/100 mL,同时pH值由起始的5.91快速降至3.2
该研究采用传统培养分离技术从自然发酵的果蔬酵素中分离酵母菌,通过高糖、乙醇耐受性测定从中筛选优良菌株,采用形态观察、生理生化试验及分子生物学技术对其进行菌种鉴定,并对其低pH、高糖、乙醇及高温耐受性进行分析.结果 表明,分离筛选得到一株优良酵母菌,编号为7-1-1,经鉴定,该菌株属于异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus),其具有良好的耐受性,能在低pH(1.5)、高糖(900 g/L)的培养基上生长,可耐受体积分数为14％的乙醇和37℃的高温,可为果蔬发酵剂的开发奠定一定的基
该研究采用嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)与保加利亚乳酸杆菌(Lactobacillus bulgaricus) (1∶1)发酵刺梨-红枣果渣制备可溶性膳食纤维(SDF),以SDF得率为响应值,通过单因素试验及响应面法对其发酵工艺进行优化,并对SDF特性进行分析.结果 表明,SDF的最优发酵制备工艺为料液比1∶22(g∶mL)、菌株接种量10％、发酵温度40℃、发酵时间65h、原料粒度0.16 mm.在此优化条件下,SDF得率为11.47％,SDF的持水力、膨胀力和持油力
该研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术对陕西省汉中地区泡菜水中的细菌构成进行解析,并采用生物信息学方法对其多样性进行分析,同时结合多元统计学等手段探讨汉中泡菜水中微生物结构的差异.结果 表明,泡菜水样品中的细菌菌群主要隶属于24个门的553属,优势细菌门为硬壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria),其平均相对含量分别为89.12％和7.89％;优势细菌属为片球菌属(Pediococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、假单胞菌属(Pseudomon
为改善蓝莓果汁的风味,采用酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和乳酸菌分阶段发酵工艺制备发酵蓝莓果汁.通过单因素试验与正交试验优化发酵蓝莓果汁发酵工艺条件,并利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术对发酵前后蓝莓果汁挥发性风味物质进行分析.结果 表明,最佳发酵条件为酿酒酵母接种量2‰,植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)与干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)比例为3∶1,接种量为1.5‰,发酵时间18h,发酵
采用变色圈法从土壤样品中分离筛选产多酚氧化酶的菌株,对其进行形态学观察、分子生物学鉴定,并对其所产多酚氧化酶的酶学性质进行研究.结果 表明,筛选得到1株产多酚氧化酶活性较高的菌株,命名为ZL-2,其被鉴定为竹黄菌属(Shiraia sp.).菌株ZL-2发酵8d产多酚氧化酶酶活最高,达到521 U/mL.菌株ZL-2产多酚氧化酶最适底物为邻苯二酚,其最适pH值为6、最适温度为30℃;酶活在温度20～40℃及pH3～6范围内稳定.金属离子Cu2+、Mg2+、Mn2+、Fe3+、Zn2+对多酚氧化酶都有激活作