【常见光电紫外探测器概述1500字】

常见光电紫外探测器概述目录TOC\o"1-3"\h\u30458常见光电紫外探测器概述 1202361.21光电导型紫外探测器 1127441.22光伏型紫外探测器 19401.24紫外探测器重要性能指标 21.21光电导型紫外探测器光电导型紫外探测器由于其具备器件结构简单易制作和高开关比的优点，它的工作原理是基于紫外光照射下半导体的电导率发生变化，即光电导率。当利用光子的能量大于半导体禁带宽度的入射光照射半导体时，在半导体价带内的电子会吸收光子的能量跃迁到导带成为自由电子，而在价带留下了与之对应的空穴，即光生电子-空穴对，从而提高了半导体的电导率。通常，影响光电导型紫外探测器性能的因素包含两个方面，入射光的吸收和光生电荷的分离与传输。电导率的大小取决于光生载流子的量子产率和迁移率。通常通过空气中氧分子的吸收和解吸过程来确定光探测过程，由于氧分子的这两个过程比较缓慢，导致光电导型紫外探测器的光响应较慢[2]。1.22光伏型紫外探测器利用半导体光生伏特效应制作的紫外探测器称为光伏型紫外探测器。其原理为当光照射在势垒区时，光生电子-空穴对在内建电场下分离，产生光生电动势及光电流。光伏型紫外探测器又可细分为p-n／p-i-n结型、肖特基结型、金属-半导体-金属（MSM）型紫外探测器[3]。p-n结型的紫外探测器是由Ｐ型半导体和Ｎ型半导体相互接触形成的，当紫外光照射到结区上，光生电子空穴对在内建电场的作用下形成光电流。当p-n结加正向偏压时，暗电流远大于光电流；加反向偏压时，暗电流则远小于光电流，因此探测器通常在反向偏压状态中工作。p-i-n结是在开发出p-n结以后所发展处的一种改进型结构。i层能将p-n结的势垒区宽度变大，结电容减小。内建电势基本降落在i层，增大了器件对光的吸收效率肖特基势垒是指具有整流特性的金属-半导体接触。当功函数相差较大的金属和半导体材料接触时，半导体中的多子会向金属扩散或者金属中的电子向半导体扩散而引起半导体接触界面处的能带弯曲。载流子会在形成的内建电场中漂移，当扩散和漂移达到平衡时，形成的势垒成为肖特基势垒。金属-半导体-金属（MSM）型探测器则是通过有源区叉指状的金属电板和半导体巧成两个背对背的肖特基结构成[4]。1.23光电化学电池型紫外探测器光电化学电池型（PEC）紫外探测器结构类似于染料敏化电池（DSSC）的结构，实质上化属于光伏型紫外探测器。PEC型探测器具有＂三明治＂结构，由光电极、对电极和充满在两电极之间的电解液组成。光阳极的基底一般为透明导电玻璃,即掺F的SnO2（FTO），光阳极材料用来捕获空穴和收集电子，是探测器当中非常重要的一部分，我们使用铌酸钾为光阳极材料。我们使用的电解液为常见的碘基电解液，对电极则由Pt和透明导电物组成。PEC探测器的原理与DSSC相似，不同于DSSC的是，PEC中吸收光子的材料是半导体而不是染料。图1.2光电化学型紫外探测器的结构及其截面示意图[5]PEC紫外探测器的工作原理可以简单概括为：铌酸钾吸收大于禁带宽度的光子能量，产生电子空穴对，光阳极导带的光生电子被传输到FTO电极，流经外回路到达对电极。外回路来的电子在对电极上Pt的催化作用下和电解液中的氧化性物质发生反应，最后产物经过扩散到达半导体/电解液界面处，提供电子将失去电子的半导体材料还原[6]。1.24紫外探测器重要性能指标（1）响应度（Spectralresponsivity，Rλ，A/W）响应度是指输出信号短路电流大小与照射光源功率的比值，是描述器件光电转换能力大小的物理量。R其中Ip代表短路电流大小，Ｐ代表输入照射光源功率。（2）响应时间（Responsetime，t，s）响应时间是用于表征对输入信号突然变化的响应速度，即测量局部放电对光脉冲响应所需的时间。响应时间被指定为在光照的“开”或“关”状态下光电