面向仿生微纳导航系统的光电薄膜的模型研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要光电薄膜作为面向仿生微纳导航系统中的重要器件，在偏振光的检测方面起着重要作用。为了指导光电薄膜的设计和制作，其理论模型的建立是有必要的。本文用理论分析和数值模拟的方法，建立了一个光电器件的仿真模型。通过选择光电薄膜的工艺参数和结构参数，就可以利用该模型仿真光电薄膜的性能，使用简便。该模型基于对单个器件的仿真，简化了电路特性、响应时间等方面的计算，更侧重于器件本身的光电流、开路电压、反向饱和电流等特性的仿真。目前，我们选用简单的硅PN结作为初步的仿真对象，通过修改相应参数，该模型也可以用于进行其它材料的光电器件仿真。本文中的仿真模型以半导体

2、单晶硅材料为基底进行模拟，模拟结果显示：表面层掺杂浓度不应超过1020cm"3，并且在此掺杂浓度下电压达到最大；基区掺杂浓度要尽量小；器件整体性能随温度上升而下降；较浅的扩散深度更有利于蓝紫光波段的检测；器件的适宜厚度约在140um。因为模型的建立涉及到一些公式的简化、数值计算中的舍入误差以及实际制作中的一些偶然误差，所以模拟结果与实验数据会有偏差。该模型与华尔夫理想太阳能电池模型在材料、基本理论以及部分假设条件上基本相同，在相同初始条件下，理论计算数值基本吻合。该模型对本项目中的光电转换器件的开发具有一定的指导意义和实用价值。关键词：光电转换；光电探测；薄膜；理论

3、模型i性能模拟面向仿生微纳导航系统的光电薄膜的模型研究Modelstudyofthephotoelectricfilmforthebionicmicro—nanonavigationsystemAbstractnephotoelectricfilms舔theimportantdeviceofthephotoelectricfilmfortllebionicmicro-nanonavigationsystem，playsallimportantroleinpolarizedlightdetection．Todesignandproductionofphotoelect

4、ricfilms，itisnecessarytoestablishatheoreticalmodel．Inthispaper，thesimulationmodelofphotoelectricdeviceissetupbythemethodsoftheoreticalanalysisandnumericalsimulation．Usingthismodel，thephotoelectricpropertiesca／1besimulatedbythechoiceofthetechnologicparametersandstructuralparametersofthe

5、photoelectricfilms．nlemodelbasesonthesimulationofsingledevice．thereforethecomputationoftheelectriccircuitchal'aeteristicandtheresponsetimearesimplified．Itstressesonthesimulationofphotoelectriccurrent,opencircuitvoltage，reversesaturationcurrentandothercharacteristics．Atpresent,weselectt

6、hesimplesiliconPNjointasthepreliminarysimulationobject,throughrevisingthecorrespondingparameters，themodelmaybeusedinotherphotoelectricapparatusessimulation．Ittakesthesemiconductormonocrystallinesiliconastheexampletosimulate，theresultdemonstratesthatthedopingdensityofthediffusionlayersh

7、ouldnotsurpass1020cm-3，andthevoltageachievesthebiggestvalueunderthedopingdensity；thedopingdensityofthebaseareamustbeassmallaspossible；theperformanceofthedevicedropswiththetemperaturerising；theshallowerproliferateddepthismoreadvantageomtotheexaminationofthebluishandviolet1ightwave．Bec