宽带光谱响应的单基片集成CdSSe合金纳米线的光电导性能研究

不同组分的半导体合金纳米线只对其带隙能量附近的光子具有最大的光电导响应，把不同组分/带隙的纳米线集成到一个单基片后，该基片上的纳米线将具有宽带光谱响应的特性。本研究利用低成本的化学气相沉积方法，在单基片上集成生长带隙渐变的CdSSe(硒硫化镉)半导体合金纳米线，研究不同组分的单根纳米线以及基片上集成的合金纳米线阵列的光电导性能；研究其宽带光谱响应特性，以及影响其光电导性能的各种因素，如温度、表面、尺寸等。优化纳米线的光电导性能，使其灵敏度和响应度最大化。利用集成的CdSSe合金纳米线基片，实现覆盖整个可见光区的宽带光子探测。本研究对利用合金纳米线制作宽带光谱响应的高灵敏光电探测器有重要的实际意义。

特定组分的半导体合金纳米线只对其带隙能量附近的光子具有最大的光电导响应，把不同组分/带隙的纳米线集成到一个单基片后，该基片将具有宽带光谱响应的特性。本项目创新性地提出利用低成本的化学气相沉积方法，在集成生长带隙渐变的CdSSe(硒硫化镉)半导体合金纳米线基片上，制成了高灵敏度响应较均一的大面积非硅基光电探测器。完成了（1）不同组分的单根纳米线、多根纳米线和纳米线团簇，以及集成了渐变合金纳米线阵列的大面积单基片的光电导性能研究；（2）弄清了不同基底下的纳米线阵列基片，其光谱响应特性存在较大差异，在云母基底上的基片可以实现高达100万倍明暗电流比的探测性能。(3)不同电极形状对纳米线阵列的光电导性能具备不同影响，特别是对暗电流的影响较大。（4）400nm-800nm不同波段下的明暗电流比差异较小，800nm以上波段光电流急剧下降。（5）适当的条件下，探测器可以实现百赫兹的光响应。（6）优化纳米线的光电导性能，使其灵敏度和响应度最大化。（7）完成了新型CdS微纳结构光电性能的研究，如CdS梳状结构的光波导和光电导性能的研究。最终，利用集成的CdSSe合金纳米线基片，实现覆盖整个可见光区的宽带光子响应的大面积探测器的开发，实现了材料的器件化。基本实现了本项目既定的指标，利用本项目发表了6篇，另有2篇文章已经投稿，提交专利5篇，已经授权发明专利3篇。本项目的完成对利用合金纳米线制作宽带光谱响应的高灵敏光电探测器有重要的实际意义。