研究目的
通过结合氢化和ZIF-8钝化来增强光响应特性,展示一种具有超高性能的ZIF-8@H:ZnO核壳纳米棒阵列/Si异质结自供电光电探测器。
研究成果
ZIF-8@H:ZnO核壳纳米棒阵列/Si异质结自供电光电探测器展现出卓越性能,在宽光谱范围内具有高探测率、响应度和灵敏度。氢化处理与ZIF-8钝化的协同作用有效降低了缺陷并增强了光响应特性,为基于ZnO的光电探测器树立了新标杆,同时在其他氧化物基光电器件中也显示出应用潜力。
研究不足
该研究聚焦于通过氢化和ZIF-8钝化来提升光电探测器性能,但未深入探讨制备工艺的可扩展性或器件在实际工作条件下的长期稳定性。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过氢化处理与ZIF-8钝化相结合的方法,制备了ZIF-8@H:ZnO核壳纳米棒阵列/Si异质结自供电光电探测器。实验方法包括ZnO纳米棒的水热生长、氢化处理及ZIF-8钝化。
2:样品选择与数据来源:
以p型(100)硅片为基底材料,采用水热法在硅基底上生长ZnO纳米棒。
3:实验设备与材料清单:
设备包括场发射扫描电子显微镜(FESEM, JEOL JSM-6500)、透射电子显微镜(TEM, FEI Tecnai G2 F20/F30)、X射线衍射仪(XRD, X’Pert PRO MPD)、拉曼光谱仪(HORIBA JOBIN YVON, LabRAMHR800)、X射线光电子能谱仪(XPS, ESCALAB 250Xi)、紫外-可见-近红外分光光度计(HITACHI, U-4100)、电子顺磁共振波谱仪(EPR, Bruker A300)和时间分辨光致发光光谱仪(TRPL, FLS920荧光寿命光谱仪)。材料包括ZnO靶材(99.9%)、p型(100)硅片及水热合成用化学试剂。
4:0)、透射电子显微镜(TEM, FEI Tecnai G2 F20/F30)、X射线衍射仪(XRD, X’Pert PRO MPD)、拉曼光谱仪(HORIBA JOBIN YVON, LabRAMHR800)、X射线光电子能谱仪(XPS, ESCALAB 250Xi)、紫外-可见-近红外分光光度计(HITACHI, U-4100)、电子顺磁共振波谱仪(EPR, Bruker A300)和时间分辨光致发光光谱仪(TRPL, FLS920荧光寿命光谱仪)。材料包括ZnO靶材(9%)、p型(100)硅片及水热合成用化学试剂。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:包括硅基底ZnO种子层沉积、ZnO纳米棒水热生长、氢化处理、ZIF-8钝化以及采用钯顶电极和铟底电极的器件制备。
5:数据分析方法:
通过不同光照条件下的光电流测量计算探测率、响应度和灵敏度等性能参数,采用XRD、XPS、拉曼光谱和EPR进行结构与成分分析。
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