新型NiO-Bi2Te3異質(zhì)結(jié)光電探測器的制備與光響應性能研究

施名剛，牟海川，錢敏

（華東理工大學物理學院，上海200237）

0 引言

光電探測技術(shù)在科技、航空航天以及日常生活中具有廣泛的應用。隨著科學技術(shù)的日新月異，人們對光電探測器的成本和性能提出了新的要求。在無機半導體材料中，有關(guān)過渡金屬氧化物的研究方興未艾，拓撲絕緣體材料因展現(xiàn)出新奇的物理性質(zhì)而被寄予厚望。

在過渡金屬氧化物的大家族中，氧化鎳（NiO）是一種重要的半導體材料。NiO 薄膜中由于存在Ni2+空位，表現(xiàn)為直接帶隙P 型半導體［1］。而且，NiO 的禁帶寬度比較寬，約為3.6～4.0 eV［1］，是一種很好的紫外光敏材料。然而，有關(guān)NiO 材料的研究，大都集中于電致變色、空穴傳輸特性以及氣敏傳感器等方面，有關(guān)光電探測的報道較少，具有較大的探索空間。2020年，MOHSIN M H 等［2］用溶液-凝膠法，制備了基于NiO/Si異質(zhì)結(jié)的光電探測器，并且研究了退火溫度對NiO 晶粒大小和探測器性能的影響。此外，PARK N 等［3］報道了NiO/ZnO 異質(zhì)結(jié)紫外光電探測器，在310 nm 的光照下，該器件表現(xiàn)出良好的整流特性和光電響應。實驗中，NiO 的制備方法多樣，比如：化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition，CVD）、磁控濺射、分子束外延、溶膠-凝膠法等。其中，溶膠-凝膠法簡單易行，制備成本低，得到的NiO 薄膜質(zhì)量高，具有廣闊的應用前景。

在光電探測器的結(jié)構(gòu)中，異質(zhì)結(jié)可以促進光生電子-空穴對的分離，抑制其復合損耗，從而提高器件的響應率［4］。因此，引入異質(zhì)結(jié)是提高器件光電探測性能的可行方案。隨著研究的深入，拓撲絕緣體展現(xiàn)出許多新奇的物理性質(zhì)，比如：高載流子遷移率、特殊的能帶結(jié)構(gòu)、帶隙可調(diào)等，從而在光電探測領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景［5］。……