【摘 要】
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量子点以其制备低成本、可调节带隙、高吸光系数、柔性基底兼容性以及多激子效应等众多优异的特性,在光电器件领域受到广泛的关注。目前,通过配体交换方法制备的量子点光电探测器存在暗电流比较大的问题,使得器件的整体性能偏低。原子层沉积技术（ALD）是一种表面自限制的薄膜沉积技术,其优势在于可进行高深宽比填充,沉积的薄膜拥有良好的均匀性及高度的致密性,厚度原子级可控。目前ALD应用于量子点光电探测器主要集中于
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量子点以其制备低成本、可调节带隙、高吸光系数、柔性基底兼容性以及多激子效应等众多优异的特性,在光电器件领域受到广泛的关注。目前,通过配体交换方法制备的量子点光电探测器存在暗电流比较大的问题,使得器件的整体性能偏低。原子层沉积技术（ALD）是一种表面自限制的薄膜沉积技术,其优势在于可进行高深宽比填充,沉积的薄膜拥有良好的均匀性及高度的致密性,厚度原子级可控。目前ALD应用于量子点光电探测器主要集中于阻隔水氧的封装层以提高器件的稳定性,而对于器件光电性能的影响研究较少。本论文提出了一种原子尺度精确可控的混合氧化物填充方法,通过原子层沉积技术对量子点薄膜进行Al2O3填充,探索了ALD前驱体与PbS量子点表面配体间的相互作用关系,研究了填充结构参数对于光电探测器性能的影响。进一步探索了ZnO与Al2O3复合填充介质（AZO）的工艺,制备了ZnO/PbS双层器件,提高了光电探测器性能。本文的主要结论如下:（1）对PbS量子点薄膜进行Al2O3的ALD填充,通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、石英晶体微天平（QCM）对生长过程进行分析,结果表明Al2O3在微间隙填充阶段没有破坏量子点表面的长链配体,载流子具有较长的输送距离,使得器件具有较小的暗电流;通过X射线光电子能谱（XPS）、瞬态荧光衰减光谱（TRPL）等对ALD填充后的机理分析,Al2O3的填充与量子点表面成键为电子转换提供了通道,转换的电子提升了器件的光电流,提高了光电性能。（2）对PbS量子点薄膜进行ZnO的ALD填充,通过FTIR、QCM、XPS分析其与Al2O3填充的差异,并探究了复合氧化物的填充工艺,ZnO具有较高的载流子迁移率,其引入进一步提高了电子转换效率进而提高了光电流;初步探究ZnO/PbS双层器件的制备,通过结合紫外-可见-近红外分光光谱（UV-Vis-NIR）测试,成功的拓宽了单层器件的光谱响应范围。ALD前驱体与量子点配体之间的相互作用研究对ALD技术在量子点光电器件方面的应用有一定的借鉴意义;此外,本文基于ALD技术开发的原子尺度精确可控的混合氧化物填充方法为纳米光电器件的发展提供了新的解决思路。
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