MSM结构ZnO紫外探测器的制备及光电性能研究
2012-07-16刘大博
航空材料学报 2012年3期
刘大博
(北京航空材料研究院,北京 100095)
紫外探测器作为紫外告警、紫外军事通讯、紫外侦察、紫外制导以及空间防务等系统等的核心器件,具有极高的军事价值[1,2]。仅就光电对抗而言,随着红外对抗与反对抗技术的成熟和完善,紫外对抗与反对抗技术日益受到军方的关注。紫外探测器能在微弱的紫外辐射背景下轻易探测到导弹羽烟的紫外辐射及其中组分产生的化学荧光辐射,确定导弹来袭方向并发出警报,可高效保护己方飞机免受各种短程地对空、空对空导弹的攻击。相比其它探测技术,紫外探测具有虚警率低、隐蔽性高、无需低温冷却和扫描、体积小、质量轻等独特优势[3],已成为装备量最大的导弹逼近告警系统之一。另外,在民用领域,紫外探测器可广泛应用于可燃气体和汽车尾气的监测、火灾监测、环境污染监测、细胞癌变分析及DNA测试等[4],具有诱人的应用前景和巨大的发展潜力。
近年来,国内外研究人员相继研究了多种半导体材料,制备了GaN基、金刚石基、SiC基、ZnO基等多种半导体型紫外探测器,但其均因自身的局限性而尚未达到应用程度[5~8]。其中,ZnO是一种新型宽带隙半导体材料,室温下禁带宽度为3.37eV,激子复合能高达60meV[9]。与其它宽带隙材料相比,ZnO薄膜具有较低的电子诱生缺陷、成膜性强、外延生长温度低、光电特性优良、稳定性高、原料廉价易得等优势[10],并且其对应的截止波长约为365 nm,对红外和可见光都不敏感。这使得ZnO成为光电探测器、激光二极管(LD)和蓝紫光发光二极管(LED)等光电子器件的首选材料之一,尤其易于实现高性能的紫外探测器[11,12]。……
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