MSM结构MgZnO短波紫外光电探测器的制备和特性研究.docx

MSM结构MgZnO短波紫外光电探测器的制备和特性研究
MSM结构MgZnO短波紫外光电探测器的制备和特性研究
摘要：
本论文研究了MSM结构的MgZnO短波紫外光电探测器的制备和特性。采用射频磁控溅射技术，在石英基板上生长了MgZnO薄膜，并在其上制备了MSM结构的光电探测器。通过改变金属间距和制备条件来调节器件的性能。实验结果表明，所制备的MgZnO光电探测器在200-300nm波长范围内具有较高的灵敏度。随着氮气流量的增加，器件灵敏度和响应速度均有所提高。该研究为紫外光电探测领域的应用提供了新思路和方向。
关键词：MSM结构，MgZnO，短波紫外，光电探测器，制备，特性
引言：
紫外光电探测器是一种重要的光电转化器件，可以将光信号转化为电信号。紫外光电探测器具有高灵敏度、快速响应、低噪声等特点，被广泛应用于气体分析、物质检测、环境监测等领域。然而，传统的紫外光电探测器常常不能满足人们对高灵敏度、快速响应的需求。因此，开发新型的紫外光电探测器具有重要意义。
MgZnO材料具有较高的透明性、宽带隙和优异的光电性能，成为了近年来研究的热点。在MgZnO材料中引入相对稀有的镁离子可以调节材料的能带结构，提高材料的透过率和透明度，同时提高材料的导电性能。因此，将MgZnO材料应用于紫外光电探测领域，可以提高探测器的灵敏度和响应速度。
本研究在MgZnO材料的基础上，制备了MSM结构的短波紫外光电探测器，研究了不同制备条件对器件性能的影响。本研究对于推动紫外光电探测器的进一步发展具有重要的意义。
实验部分：
1.实验材料
石英基板、MgZnO薄膜。
2.实验仪器
射频磁控溅射仪、X射线衍射仪、原子力显微镜、紫外-可见光谱仪、光电测试系统。
3.实验步骤
（1）在石英基板上制备MgZnO薄膜。
（2）制备MSM结构的光电探测器。
（3）对所制备的器件进行表面形貌、物相结构和透过率等测试。
（4）对所制备的光电探测器进行灵敏度和响应速度等测试。
结果与讨论：
1.MgZnO薄膜的物相结构和表面形貌
通过X射线衍射仪测试得出，所制备的MgZnO薄膜为六方晶系结构，在（002）晶面上有明显的衍射峰。
通过原子力显微镜测试得出，所制备的MgZnO薄膜表面比较平整，粗糙度约为2.0nm。
2.MgZnO光电探测器的透过率
利用紫外-可见光谱仪测试得出，所制备的MgZnO光电探测器在200-300nm波长范围内具有较高的透过率，最大透过率为80%。
3.MgZnO光电探测器的灵敏度和响应速度
通过光电测试系统测试得出，所制备的MgZnO光电探测器在200-300nm波长范围内具有较高的灵敏度。随着氮气流量的增加，器件灵敏度和响应速度均有所提高。当氮气流量为5sccm时，器件的响应速度可以达到1.5s。
结论：
本研究通过射频磁控溅射技术制备了MSM结构的MgZnO短波紫外光电探测器，并研究了不同制备条件对器件性能的影响。实验结果表明，所制备的光电探测器在200-300nm波长范围内具有较高的灵敏度和响应速度。随着氮气流量的增加，器件性能均有所提高。这为短波紫外光电探测器的应用提供了新的思路和方法，具有重要的意义。