金属硫族化合物微纳结构的制备及其光电探测性能研究

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1、分类号学号Ｄ２０１５７７６５９１〇４８７学校代码密级—１專ｆ科技博士学位论文金属硫族化合物微纳结构的制备及其光电探测性能研究Ｉ学位申请人侧学科专业：光学工程指导教师：朱明强教授答辩日期：２０１８年５月１２日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎＰａｒｔｉａｌＦｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｉｃｒｏ／ＮａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄＭｅｔａｌＳｕｌｆｉｄｅａｎｄＴ

2、ｈｅｉｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒＰｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｉｏｎＣａｎｄ－Ｙｕｉｄａｔｅ：ＸｉａｎＸｉａｎｇｇＭａｏｒ：ＯｔｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｊｐｇｇＳｕｅｒｖ－ｐｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＭｉｎＱｉａｎＺｈｕｇｇＨｕａｚｈｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｇｙＷｕｈａｎ４３００７４Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，Ｍａ２０１８ｙ，次？一独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果？尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含

3、任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果？对本文的研宄做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：４开日期：年了月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被査阅和借阅？本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文？保密口，在年解密后适用本授权书。本论文属于Ｚ不保密

4、ｅｋＴ“”（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：／＾相如指导教师签名’曰期：年Ｓ月：＾日日期：年曰Ｓ月巧华中科技大学博士学位论文摘要一光电探测器作为种重要的光电元件在成像、传感以及自动化控制等领域具有重要的应用。功能化和集成化的需求促使光电探测器沿着压电、热电、磁电等多功能复一合型探测方向发展。金属硫族半导体化合物作为种重要的功能材料，具有优异的光学、电学、力学等特点，但是传统的具有压电效应的硫化物半导体材料的光响应范围小－、压电调控能力差，因此急需开发出具有高性能、宽光谱响应的压电光电探测复合一系列金属硫族微纳材料器件。本论文

5、采用物理气相沉积法和水热法合成了；将微纳材料与有机、无机半导体材料复合，制备出了多种具有宽光谱响应的光电探测器；此夕卜，结合材料本身的压电效应，系统研究了压电极化电荷对异质结器件光电探测性能的调控作用。（１）基于硫化镉（ＣｄＳ）微米线与有机半导体聚噻吩（Ｐ３ＨＴ）的压电调控型自供能光电探测器：以金属铋（Ｂｉ）为催化剂，ＣｄＳ粉末为原料，通过物理气相沉积法制备了直径分布均匀一、长度可达毫米、六方纤锌矿结构的ＣｄＳ单晶微米线。在柔性聚苯乙烯３ＨＴ－Ｎ结光电二极管（ＰＳ）基底上，将ＣｄＳ微米线与Ｐ复合制备出了Ｐ，器件在暗态下具有良好的整流特性。该器件对

6、紫外（３６５ｎｍ）到近红外（７８０ｎｍ）的宽光谱表现出自供能探测性能。当ＣｄＳ微米线００１端与Ｐ３ＨＴ接触时，对ＣｄＳ微米线施加［］０．６７％的拉伸应变会导致光电流提升２３０％ＣｄＳ微米线０〇ｉ端与Ｐ３ＨＴ接触时，；当［］０－．６７％拉伸应变会导致光电流下降８０％，光电流变化来源于压电电荷对ＰＮ结内建势场的调控作用３ＨＴ复合结构的有－无机压电调控型自。至此，本文制得了基于ＣｄＳ与Ｐ机供能光电探测器。（２）基于ＣｄＳ纳米棒阵列与还原氧化石墨烯（ｒＧＯ）薄膜的压电增强型宽光谱自供能光电探测器：以ＦＴＯ导电玻璃为基底，利用水热法合成了ＣｄＳ纳米棒阵列，

7、纳米棒平均直径为２５０ｎｍ，长度为７００ｎｍ。以氧化石墨烯（ＧＯ）分散液为原料，在氢气气氛中。通过合理的电，采用热还原法在ＣｄＳ纳米棒顶端制备了均匀连续的ｒＧＯ薄膜极搭配。３６５ｎｍ），我们制得了基于ＣｄＳ与ｒＧＯ的肖特基型光电探测器该器件在紫外（至红外（１４５０ｎｍ）波段展现了快响应的自供能光电探测性能。此外，当对器件施加４％Ｉ．＾华中科技大学博士学位论文压缩应变时，器件的光电流和响应度提升了１１％。（３）基于ＣｄＳ纳米带与拓扑绝缘