Ag/Bi2O3納米塊自供能紫外探測器的制備及性能

方向明，周起成，孫 宇，喬志銘，耿秋丹，高世勇*

（1.太原學(xué)院 材料與化學(xué)工程系，山西 太原 030032；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001）

1 引言

近年來，隨著光電技術(shù)的快速發(fā)展，紫外探測器廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、雷達監(jiān)測、無線通訊、火災(zāi)預(yù)警和醫(yī)學(xué)檢測等領(lǐng)域［1-3］。特別是基于寬帶隙半導(dǎo)體的紫外探測器，由于響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單和成本低，成為當(dāng)前的研究熱點。目前，ZnO［4］，TiO2［5］，Ga2O3［6］和WO3［7］等寬帶隙半導(dǎo)體材料已應(yīng)用于制備紫外探測器。作為一種典型的寬帶隙半導(dǎo)體材料，Bi2O3具有折射率高，光學(xué)性質(zhì)優(yōu)異，光電導(dǎo)性良好，化學(xué)穩(wěn)定性高和成本低等特點，是一種制備高性能紫外探測器的理想材料。Praveen 等通過水熱方式合成了Bi2O3納米纖維，并在紫外光范圍內(nèi)實現(xiàn)了有效的探測，探測率達到109Jones［8］。Wu 等報道的Bi2O3納米片紫外探測器［9］，對365 nm 紫外光的探測速度快至870 μs。然而，光生載流子的快速復(fù)合嚴(yán)重影響了基于Bi2O3材料的紫外探測器的光電探測性能。

目前，提升光電探測性能的方法主要包括構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)［10］，元素?fù)诫s［11］和貴金屬納米粒子修飾［12］。其中，貴金屬納米粒子可以和半導(dǎo)體材料在界面處形成肖特基勢壘，不僅能夠促進電子-空穴對的有效分離，而且可以加快界面處載流子的輸運效率，因此，貴金屬納米粒子修飾被認(rèn)為是提升半導(dǎo)體光電探測效率的有效途徑［13-14］。當(dāng)前，Ag，Au，Pt 和Pd 已經(jīng)用于半導(dǎo)體修飾以改善光電探測效率［15］。在這些貴金屬中，Ag 納米粒子作為一種重要的納米材料，因其分散性好、穩(wěn)定性強、成本低，并且在室溫下即可實現(xiàn)制備，引起了人們的研究興趣［16-17］。……