MSM結(jié)構(gòu)ZnO紫外探測器的制備及光電性能研究

劉大博

（北京航空材料研究院，北京 100095）

紫外探測器作為紫外告警、紫外軍事通訊、紫外偵察、紫外制導(dǎo)以及空間防務(wù)等系統(tǒng)等的核心器件，具有極高的軍事價值［1，2］。僅就光電對抗而言，隨著紅外對抗與反對抗技術(shù)的成熟和完善，紫外對抗與反對抗技術(shù)日益受到軍方的關(guān)注。紫外探測器能在微弱的紫外輻射背景下輕易探測到導(dǎo)彈羽煙的紫外輻射及其中組分產(chǎn)生的化學(xué)熒光輻射，確定導(dǎo)彈來襲方向并發(fā)出警報，可高效保護(hù)己方飛機(jī)免受各種短程地對空、空對空導(dǎo)彈的攻擊。相比其它探測技術(shù)，紫外探測具有虛警率低、隱蔽性高、無需低溫冷卻和掃描、體積小、質(zhì)量輕等獨(dú)特優(yōu)勢［3］，已成為裝備量最大的導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)之一。另外，在民用領(lǐng)域，紫外探測器可廣泛應(yīng)用于可燃?xì)怏w和汽車尾氣的監(jiān)測、火災(zāi)監(jiān)測、環(huán)境污染監(jiān)測、細(xì)胞癌變分析及DNA測試等［4］，具有誘人的應(yīng)用前景和巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

近年來，國內(nèi)外研究人員相繼研究了多種半導(dǎo)體材料，制備了GaN基、金剛石基、SiC基、ZnO基等多種半導(dǎo)體型紫外探測器，但其均因自身的局限性而尚未達(dá)到應(yīng)用程度［5～8］。其中，ZnO是一種新型寬帶隙半導(dǎo)體材料，室溫下禁帶寬度為3.37eV，激子復(fù)合能高達(dá)60meV［9］。與其它寬帶隙材料相比，ZnO薄膜具有較低的電子誘生缺陷、成膜性強(qiáng)、外延生長溫度低、光電特性優(yōu)良、穩(wěn)定性高、原料廉價易得等優(yōu)勢［10］，并且其對應(yīng)的截止波長約為365 nm，對紅外和可見光都不敏感。這使得ZnO成為光電探測器、激光二極管（LD）和藍(lán)紫光發(fā)光二極管（LED）等光電子器件的首選材料之一，尤其易于實(shí)現(xiàn)高性能的紫外探測器［11，12］。……