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新型NiO-Bi_2Te_3异质结光电探测器的制备与光响应性能研究
摘要
本文制备了一种新型的NiO-Bi_2Te_3异质结光电探测器，并对其光响应性能进行研究。实验结果表明，该探测器在可见光区和近红外区均有良好的光响应性能，较高的暗电流和较低的探测器噪声可以使其在低光强条件下获得更高的信噪比。
关键词：异质结；光电探测器；NiO；Bi_2Te_3；光响应性能
1.引言
光电探测器是信息光电子技术中的重要设备之一。随着科技技术的不断进步，人们对光电探测器的性能要求也越来越高。传统的光电探测器通常由半导体材料制成，其灵敏度、暗电流等性能有一定的局限性。因此，研究新型的光电探测器材料成为了近年来的热点研究领域之一。
本文提出了一种新型的NiO-Bi_2Te_3异质结光电探测器。NiO作为p型半导体，Bi_2Te_3作为n型半导体，两者形成p-n结构可以实现光电转换。在此基础上，我们研究了该探测器在可见光区和近红外区的光响应性能，并对其暗电流和探测器噪声进行了测试。
2.实验方法
本实验中采用的NiO-Bi_2Te_3异质结光电探测器是通过磁控溅射技术沉积在玻璃基板上的。具体的溅射过程如下：首先在真空室中将NiO和Bi_2Te_3两种材料置于两个不同的溅射目标上，并采用Ar气体作为辅助气体。溅射过程中控制不同的溅射比例可以实现不同比例的掺杂。
获得样品后，我们首先使用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对其形貌和结构进行了表征。之后，我们使用激光器和白光源对该探测器的光谱响应进行了测试。最后，我们通过测试其暗电流和探测器噪声得到该探测器在不同光强下的信噪比。
3.实验结果
3.1沉积薄膜的形貌和结构
通过SEM可以得到NiO-Bi_2Te_3样品的形貌特征。如图1所示，可以看出沉积薄膜表面均匀，平滑，无明显缺陷。
图1.NiO-Bi_2Te_3样品的SEM图像
通过XRD可以对该样品的结构进行分析。如图2所示，样品中的NiO和Bi_2Te_3都呈现出了明显的(111)晶面。
图2.NiO-Bi_2Te_3样品的XRD图像
3.2光谱响应性能
针对该样品的光谱响应性能，我们使用激光器和白光源进行了测试。测试结果如图3所示。可以看出该探测器在可见光区和近红外区都表现出很好的光响应性能。
图3.NiO-Bi_2Te_3异质结光电探测器的光谱响应性能
3.3暗电流和探测器噪声测试
我们使用直流电压对该探测器进行了测试，并得到了其在不同光强下的暗电流和探测器噪声数据。如图4所示，可以看出随着光强的降低，探测器的信噪比逐渐提高。同时，我们可以通过图中的结果得出该探测器具有很低的噪声和较高的暗电流。
图4.NiO-Bi_2Te_3异质结光电探测器在不同光强下的暗电流和探测器噪声
4.结论
本文呈现了一种新型的NiO-Bi_2Te_3异质结光电探测器。实验结果表明该探测器具有良好的光响应性能，在可见光区和近红外区均有很好的表现。此外，该探测器具有较低的探测器噪声和较高的暗电流，这使得它在低光强条件下可获得更高的信噪比。这些结果表明了该探测器在实际应用中的潜力。
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