【摘 要】
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本文主要围绕铟镓砷（InGaAs）基探测器,研究了氧化铟锡（ITO）/金属/InGaAs、石墨烯/氧化铝（Al2O3）/InGaAs的近红外光电探测器。InGaAs由于禁带宽度低,与金属形成肖特基结后往往会因此产生较大的暗电流,从而很难对近红外光进行有效的探测。两种结构让InGaAs基肖特基二极管能够通过特殊材料与结构有效进行红外探测,并提升器件的探测性能。首先制备研究了 ITO/金属/InGaA
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本文主要围绕铟镓砷（InGaAs）基探测器,研究了氧化铟锡（ITO）/金属/InGaAs、石墨烯/氧化铝（Al2O3）/InGaAs的近红外光电探测器。InGaAs由于禁带宽度低,与金属形成肖特基结后往往会因此产生较大的暗电流,从而很难对近红外光进行有效的探测。两种结构让InGaAs基肖特基二极管能够通过特殊材料与结构有效进行红外探测,并提升器件的探测性能。首先制备研究了 ITO/金属/InGaAs肖特基二极管,通过ITO和半导体层嵌入金属层,提高势垒高度,能够有效减小暗电流。InGaAs基使得其能够将吸光波段拓展至1550 nm。同时,2μm的本征层使得耗尽区宽度得到拓展,从而使得结电容很小,器件响应很快。器件的响应时间可达到703ns/2.11 μs;响应度达到73.4 mA/W（1550nm,-1V）;探测率达到 2.55×1010cm·Hz1/2·W-1（1550nm,-0.09 V）。接着研究了石墨烯/InGaAs肖特基光电二极管,通过嵌入Al2O3薄膜进行对比实验,发现Al2O3能增强结势垒至0.594eV从而大幅抑制了器件的暗电流,同时氧化铝薄膜抗反射以及石墨烯的特性使得器件光响应特性得到很大提升,所制备的石墨烯/Al2O3/铟镓砷近红外光电二极管响应度和探测率分别达到523.77 mA/W 和 4.42× 1010cm·Hz1/2/W（1064 nm,-0.4 V）。为了得到更加稳定、性能更优的器件,最后制备了一种不腐蚀氮化硅（SiNx）隔离层下面的磷化铟（InP）层的石墨烯/Al2O3/InGaAs肖特基结近红外光电探测器。保留InP层后,整体抑制了隔离层与铟镓砷间的界面态和缺陷态,器件的暗电流表现得更加稳定,光电探测性能也得到了大幅提升。响应度达到1.32 A/W（1550nm,0V）的响应度,探测率能够达到2.3×1013 cm·Hz1/2·W-1（1550nm,0 V）。响应时间能够达到557 ns/3.22 μs。
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