一、金刚石膜MSM紫外探测器光谱响应拟合分析（论文文献综述）
牛刘敏[1]（2021）在《金刚石薄膜辐射探测器关键技术研究》文中研究说明近年来,核辐射技术已广泛应用于各种行业领域,为我们发展带来巨大的社会与经济价值。但同时,核辐射也为人类和自然环境带来了潜在的风险,为了更好的利用辐射的同时又避免其产生的风险,关于辐射探测的研究就非常重要。由于金刚石材料的优越性能,使得基于其制成的探测器与其他半导体探测器相比具有耐辐照、耐高温、响应快等特点,加上合成金刚石技术的不断发展,其在辐射探测领域发挥着越来越重要的作用。本文围绕着CVD金刚石薄膜辐射探测器展开研究,首先研究了金刚石材料制作探测器的优势,由于众多优异性能已成为新时代辐射探测器的首选材料。然后介绍了CVD金刚石薄膜的几种制备方法,并选用MPCVD法制备了金刚石薄膜,用于后面辐射探测器探头的制作,使用Raman散射和AFM分别表征了金刚石样品,对样品金刚石相的含量和表面形貌进行了分析。利用Cypher-ES仪器研究了金刚石紫外辐射响应微观表征,测试了金刚石样品的暗电流密度,得出单晶金刚石和多晶金刚石单位电场下的暗电流密度分别为8.75[p A/mm2]/[V/μm]和24.3[p A/mm2]/[V/μm],在测试电场内线性度良好;还测试了金刚石表面光电流响应,通过改变UV辐射电压大小（0-2.25V）观察输出电流变化,随着辐射电压的增大,输出光电流也明显增加,分析得出金刚石薄膜有良好的辐射响应。最后使用设计的CVD金刚石薄膜辐射探测器对γ射线进行测试。首先以低成本的重掺硼硅片（100）为基底,将硅片上生长的CVD金刚石膜作为辐射敏感层。然后分析了几种不同的电极结构的优缺点及适用范围。最终选用三明治型电极结构,在样品表面溅射100nm的Au,然后设计电路板对探头进行封装。最后在60Co稳态辐射源即在剂量率为9.6Gy/h能量为1.25Me V的γ射线照射下对探测器进行测试,随着钴源从井中提出,输出电压出现瞬间的上升脉冲,响应变化率为11.2%。证明了本文设计的结构作为γ辐照探测器的可行性。
张学敏[2]（2021）在《石墨烯与新型半导体材料异质结构制备及器件研究》文中认为石墨烯、宽禁带半导体和新型二维半导体材料都具有各自的优异的结构性质和光电特性以及广阔的应用前景,当然它们也存在各自的局限性。近年来针对石墨烯和宽禁带半导体或二维材料的异质结构的制备和器件应用已经成为了研究热点。这种异质结构可以性质互补,更好的发挥出材料的优势,实现应用性能的卓越提升。虽然目前各研究小组已在相关领域取得了较多进展,但是还有很多方面值得更深入的研究,例如异质结构制备的新方法以及异质结光电器件的性能优化等。本论文以石墨烯和GaN、SiC、金刚石及黑磷等材料的异质结制备为主要基础,以光电探测器应用领域为主要研究方向,深入探索了上述材料的结合性质和器件光电性能优化。主要开展了如下研究工作:（1）CVD偏析法制备高质量石墨烯薄膜以及石墨烯和GaN异质结构的制备研究。提出了一种在Ni膜上结合H2刻蚀石墨烯实现偏析法合成石墨烯的方法,对此方法的实验设计和合成过程进行了简单阐述,并通过合成后石墨烯薄膜的均匀性分析,层数可控及堆垛特性研究,氢气刻蚀作用及偏析温度效应等验证研究,论证了我们所提出的这种在Ni膜上生长石墨烯的方法具有可控性。并通过霍尔器件的制作和测试进一步证明了所合成石墨烯的高质量和优异的电学特性。接着通过采用新颖的MMA转移技术,将所合成的石墨烯转移到GaN衬底上形成异质结构,并进行了相关表征测试,验证了异质结构的基本性能。（2）对石墨烯、SiC及金刚石之间的异质结构的外延生长进行了深入的研究。基于高温CVD设备进行了外延SiC的生长研究,以及利用一炉两步法先外延SiC衬底后直接在此衬底上原位外延生长石墨烯,获得了高质量的外延碳化硅-石墨烯异质结构。接着我们实现了首次实现利用MPCVD设备在SiC上外延生长出高质量的石墨烯。并基于MPCVD设备进行了生长拓展,实现SiC上金刚石、SiC-石墨烯上金刚石以及在目标衬底上直接生长石墨烯等异质结构的制备。（3）以石墨烯-GaN为代表性异质结构,深入研究其肖特基紫外探测器件的制备、表征以及在紫外波段的探测性能研究。实现了GaN慢速低损伤刻蚀并研究了GaN慢速刻蚀对肖特基结构的影响。基于偏析法合成的石墨烯和GaN慢速刻蚀表面处理,制作出石墨烯-GaN垂直型肖特基紫外探测器,并测试其紫外探测性能。然后进一步制作出石墨烯-GaN纳米柱结构的肖特基紫外探测器,实现了紫外探测性能的优化。（4）为了实现本论文在可见光和红外领域的光电探测器拓展,我们采用范德华力堆垛的方法制备了石墨烯和黑磷的异质结构,并采用上层电极法和下层电极法两种方法制作成了光电探测器件。经过在可见光波段的光电探测性能对比,验证了我们提出的采用Mo作为下层电极的器件优越性。进一步的对该器件进行了红外波段光电探测性能研究,实现了石墨烯-黑磷光电探测器件从可见光到中红外波段的宽范围高灵敏光探测。
郑宇亭[3]（2021）在《金刚石表面状态控制及应用基础研究》文中研究指明金刚石优异的综合性能使其能够应用于机械、传热、光学和半导体等诸多领域。平整光洁的表面、可控的表面/亚表面缺陷以及表面键态是实现上述应用的前提。然而,金刚石高的硬度和优异的物理化学稳定性导致其表面加工和可再造性差而无法轻易满足各种功能应用需求。因此,金刚石的表面状态控制及以应用为导向的基础研究具有重要意义。本文采用高速三维动态摩擦抛光（3DM-DFP）、氧基等离子体及氢等离子体对金刚石进行表面状态控制研究。作为高效实现金刚石表面控制的方法,多晶及单晶金刚石表面经3DM-DFP的动态摩擦及铁、氧催化氧化最终可使其表面粗糙度可<5 nm甚至1nm。疲劳及能量持续输入导致金刚石形成包括{111}晶面均匀解理层、过渡层和压缩带的近10 μm亚表面损伤。伴随新产生的1425 cm-1,2200cm-1,1750 cm-1和2100 cm-1拉曼特征峰来自于准sp2+sp3无定型结构、碳-空位局部缺陷和sp1相。在太赫兹频率波段下非金刚石相的本征吸收及缺陷散射效应导致了其介电常数的显着降低。等离子体刻蚀则被认为是可以无损伤地实现金刚石表面控制的有效技术。氧基电感耦合等离子（ICP）刻蚀实现金刚石表面调控时,添加辅助气体以及不同的等离子体条件控制对金刚石刻蚀速率及表面状态起决定作用。多晶金刚石黑膜在10%CHF3条件下以4.6 μm/min的刻蚀速率得到了 2.3 nm的表面粗糙度,并对应于最高比例的C-O-C对称键态结构。同时单晶金刚石以0.23μm/min的刻蚀速率实现表面粗糙度<0.5 nm的均匀表面微结构。而针状表面形貌的产生是由于金刚石（111）晶面以及缺陷、孪晶界的优先刻蚀效应。所产生的反式聚合物会在含Cl或H条件下消失,氯化物（sp2 C-Cl）的形成及未出现的氟化物也导致了刻蚀结果的差异。此外,氢等离子体能够有效控制金刚石表面形貌的同时形成的表面C-H键而产生空穴导电。基于氢化后平整金刚石膜的溶液栅极场效应晶体管（SGFET）结构,在不同的溶液中呈现出不同的Ⅰ-Ⅴ响应。表面C-H键在KHP+NaOH+H2SO4混合溶液中随电压升高而发生C-H键反应损伤,电阻从13.57 kΩ增至95.78 kΩ,电流从饱和的1 ×10-4 A/V降至5×10-5 A/V。将该SGFET结构作为电极在无机酸中通过负电势线性扫描后恢复表面C-H键态,电阻从94.33 kΩ降至30.46kΩ,电极电流从6×10-6A升高至1.6×10-5A,并表现出液态环境下更为灵敏的I-V响应,且未产生任何平整度损伤和反应生成物。
杨明阳[4]（2020）在《金刚石氮空位色心温度特性及深紫外光电探测器的制备研究》文中研究表明金刚石（禁带宽度5.47 eV）作为超宽禁带半导体材料中的一员,因具有高热导率、高载流子迁移率、高击穿电场以及耐辐射强度等性能,在新一代深紫外光电器件、高压大功率电子器件等领域具有显着的优势和巨大的发展潜力。另一方面,金刚石中由氮杂质引起的氮空位色心（Nitrogen-Vacancy center,NV center）由于具有出色的光子发射稳定性和长的自旋相干时间,在温度测量中具有非常高的测量精度和高的空间分辨率,因此在纳米尺度的温度传感领域得到了广泛的研究。同时作为金刚石禁带中的深能级杂质缺陷,NV中心易成为载流子的复合中心,严重限制探测器的性能。因此降低金刚石中的氮杂质含量对于提高单晶金刚石的质量,进而促进金刚石在探测器领域的应用具有重要意义。本文以高温高压（High Temperature and High Pressure,HPHT）金刚石作为生长衬底,采用微波等离子体化学气相沉积（Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition,MPCVD）法,在衬底上同质外延生长单晶金刚石。分别研究了不同氮掺杂含量下的金刚石中NV中心的温度依赖特性,然后基于低NV缺陷中心的单晶金刚石,采用金属镍催化转化生成石墨烯的方法,制备出以石墨烯为电极的金刚石全碳光导型深紫外光电探测器。在本文中,通过在CVD金刚石的生长过程中引入不同含量的N2,获得均匀分布有NV中心的单晶金刚石。通过光致发光（Photoluminescence,PL）光谱分析表明,随着氮含量的增加,NV中心的零声子线强度先增加后降低,说明氮含量的持续增加反而会抑制金刚石中NV中心的形成。此外,通过研究金刚石NV中心从80 K到300 K温度范围内拉曼光谱和PL光谱的变化,我们发现随着温度的升高,金刚石中电子-声子散射相互作用增强,从而导致NV中心的两种电荷态NV0和NV-的零声子线位置发生偏移、幅度减弱以及半高宽（Full Width at Half Maxima,FWHM）发生非线性展宽等现象。NV中心的零声子线随着温度的变化发生偏移,表明NV中心的能级对于温度具有依赖特性。传统半导体材料能级的温度特性可以采用Varshni模型来描述,然而由于金刚石具有非常高的德拜温度以及较小的热膨胀系数,使得传统Varshni模型不再适用。为此本文提出采用修正的Varshni公式对金刚石中NV中心能级的温度偏移特性进行拟合,结果显示修正的Varshni模型拟合的曲线比传统的Varshni模型具有更高的拟合精度,这表明金刚石NV中心的能级温度依赖特性是一种固有特性,且不受掺杂氮含量的影响。最后基于NV中心这种能级偏移特性,提出了一种基于NV中心的温度检测方法,该方法对温度的检测精度能够高达98%,表明了基于NV中心能级的金刚石温度传感的可能性。除了NV中心温度特性的研究,本文还以金属Ni作为催化剂,通过高温退火的方式,在低NV缺陷中心的金刚石上原位转化生成石墨烯,从而制备了以石墨烯为电极的全碳金刚石“日盲”光电探测器。在三个单晶金刚石表面上分别设计了三种梳齿型电极结构,电极间距分别为100μm、150μm和200μm,电极的宽度均为100μm,长度为2 mm。通过分析拉曼光谱中位于1580和2700 cm-1处强烈的G峰和2D峰,表明金刚石的表面生成了石墨烯。针对这三种梳齿型电极,分析了3个金刚石探测器样品的电流-电压（I-V）特性曲线和光谱响应特性。结果表明3个样品中石墨烯电极和金刚石之间均形成了良好的欧姆接触性能。在相同的偏压下,随着电极间距的增加,探测器暗电流在逐渐降低。当电极间距为150μm时,探测器表现出了较大的峰值光电流,开关比达到了102级别。在光谱响应方面,当外加偏压为15 V时,探测器的响应峰值出现在220 nm处,峰值响应率达到248 A/W,与280 nm波长的响应抑制比为:R220/R280=32.2。此外,电极间距为150μm的金刚石探测器最大的光导增益,达到了1.4×103,在15V的外加偏压下,探测率（D*）为3.1×1014 cm·Hz1/2·W-1/2,高出另外两个器件1～2个数量级。因此光电探测器的高性能可以归因于高质量低缺陷的单晶金刚石的制备以及合理设计的电极结构。
王旋[5]（2020）在《电子辐照及离子注入对单晶金刚石光电性能的影响与机制》文中指出金刚石中的氮空位色心（NV色心）因其独特的光/电磁特征和优异的电子学性质,使其在弱磁场等精密物理量的测量以及下一代电子器件有着可观的应用前景。无论是在下一代电子器件还是NV色心应用中,离子注入/辐照都是调控其性能的关键技术。本文分别以光学级和电子级单晶金刚石为对象,通过电子辐照、N、O、S离子注入,系统研究单晶金刚石的光/电性能演化规律,揭示单晶金刚石材料离子注入导致的结构损伤效应及其性能演化机制。经170 ke V、1×1016 cm-2电子辐照后,光学级金刚石光学透过率明显下降,但辐照对光学吸收边没有影响,同时电子辐照会促进NV-向NV0转化,原因在于其会优先破坏NV-色心,使其电离出自由电子,转变为NV0。经150 ke V N离子注入,光学级金刚石内产生的显着的位移损伤效应和N的掺杂效应导致金刚石光学性能不断退化。辐照注量增加值2×1016 cm-2时,材料光学透过率下降至零,金刚石完全石墨化。N注量为1×1011 cm-2时,注入的位移效应破坏了金刚石中原有的NV色心缺陷结构,使得NV0和NV-色心的相对强度都下降,而N离子的注量为1×1014 cm-2时,NV0和NV-色心的相对强度都上升,这是由于更高含量的N的掺杂给材料提供了较高的NV色心的氮原子源。相对于单一的N离子注入和电子辐照情况,综合辐照后自由基浓度增量明显高于N注入自由基浓度增量和电子辐照自由基浓度增量之和,说明N注入+电子辐照对金刚石自由基缺陷浓度的增加效应有相互促进作用,这也导致综合作用后光学透过率下降程度比二者单独引起的透过率下降之和更大。证明了N注入和电子辐照对光学性能退化有明显耦合作用。N离子注入的位移损伤及掺杂效应共同导致其光学性能退化;电子辐照由于电离损伤导致自由基含量增加而引起光学透过率下降。二者综合作用后,电子辐照显着增强N注入引起的缺陷的电离效应,导致光学吸收显着增加,进一步增加金刚石的光学退化。N离子注入NV色心变化机制在于注入产生的损伤缺陷与取代N原子含量的竞争。N注量较低时,位移损伤效应起主导作用不利于NV色心;N注量较高时,形成的取代N原子浓度起主导作用,有利于NV色心形成。不同注量O、S离子注入电子级单晶金刚石时,拉曼特征峰半高宽和峰强都随注量减小反而逐渐增大,半高宽变化规律出现反常。衡量晶格损伤程度的产额参数χmin随着离子注量的增加而明显提升。O注量为1×1016 cm-2的试样表面完全石墨化,其χmin为94%。S注量注量为2×1015 cm-2试样部分石墨化,其χmin为87.6%。O最大注量试样测得的载流子迁移率最大,为423.10 cm2/V·s。所有试样都检测到617 ke V处O背散射信号峰和960 ke V处Si背散射信号峰,这源于合成过程引入杂质。AFM测试指出S相对O对金刚石表面刻蚀能力更强。
许平[6]（2020）在《CVD金刚石膜辐射探测器的研制与性能研究》文中研究说明随着核技术的广泛应用,核辐射探测器所面临的应用环境也变得越来越苛刻。辐射防护及辐射环境的安全可控也变得越来越重要。传统的半导体材料如硅（Si）、锗（Ge）、砷化镓（GaAs）、碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等制成的半导体核辐射探测器,已经难以满足核裂变、核聚变、加速器、外太空等高温、高辐射环境下安全服役的要求,必须寻找新的材料制作新一代核辐射探测器。金刚石具有优异的光、电、热、机械及抗辐照性能,己成为制作新一代辐射探测器的首选材料。探测器级金刚石膜的制备、金刚石探测器的研制、各种辐射环境中金刚石膜探测器的应用,已经成为国内外辐射探测技术领域比较热门的课题。由于辐射探测技术往往与国防建设等有着直接密切的关系,目前人工合成高品质的金刚石及金刚石探测器核心技术,主要掌握在奥地利、美国的少数几家公司手中,我国使用的一些高品质金刚石探测器依赖于进口。研制用于强辐射环境下的高品质金刚石探测器,掌握自主知识产权,有利于实现核心部件的国产化。本文简要阐述了核辐射的概念、四种常见核辐射的探测原理、三类辐射探测器及探测器主要的性能指标、金刚石探测器的三个优势特点。重点介绍了国内外金刚石探测器相关的研究进展,通过分析金刚石探测器对带电粒子、中子探测的工作原理、金刚石探测器的性能指标、制作方法等,归纳总结出了金刚石探测器的制备所面临的难点和解决办法。最为突出的困难是:人造金刚石膜是有缺陷的晶体材料,材料品质难以达到探测器理想性能的要求。解决办法一是优化制备工艺过程参数提高金刚石膜的纯度并减少晶界缺陷,满足探测器的要求。二是设计制备多样化的金刚石探测器电极结构,满足不同环境安全服役的需求。本文采用优化了的电子辅助化学气相沉积装置（Electron Assisted Chemical Vapor Deposition,EACVD）制备了探测器级金刚石膜。依据各种服役环境的需求,研制了X射线、中子、磁脉冲等三种金刚石膜探测器。并分别在Z箍缩X射线、核聚变中子辐射、大脉冲电流强磁场辐射环境下,进行了一系列探测、实验评价。本文采用蒸发率明显低于钨、热电子发射率要比钨高近1个数量级的钽热丝替代原EACVD装置中的钨热丝,并将钽热丝阵列丝间距优化减至4mm、热丝均匀等离子体面积优化增至60mm×60mm;将原EACVD装置中的沉积台冷却水道优化为环状细流道,以提高金刚石膜沉积台温度均匀性;将原EACVD装置中的直流放电模式优化为脉冲放电模式,抑制电弧放电以减少热丝溅射形成的膜杂质,并制备出了晶粒尺度达百微米级的高纯度金刚石膜。针对Z箍缩装置X射线探测的特点,本文将叉指宽度为25μm、相邻叉指间距为25μm的叉指电极,印在60mm×60mm×500μm的晶粒尺度百微米级高纯金刚石膜上,制成X射线探测器,并在Z箍缩强X射线装置上进行了实验测量,验证了该金刚石探测器具有良好的鲁棒性,可应用于高能量脉冲X射线探测。本文采用4.5mm×4.5mm×500μm的单晶金刚石膜和由一个平板金电极与一个轨道形金电极形成的三明治结构,研制出了用于氘氚聚变中子探测的金刚石中子探测器。电场分布数值模拟结果表明该结构电极附近电场明显增强,单位面积的电极收集的电流强度也增强了2倍;在30kV/cm的电场下,实测的探测器暗电流小于0.1nA;该探测器测量的D-T聚变中子源通量约为7.5×105/（s.cm2）,并测到了中子能谱12C（n,α）9Be反应的中心为8.28MeV的特征峰,其能量分辨率优于1.69%;同时还检测到了一个中心能量为6.52MeV的12C（n,n’）3α反应特征峰,其能量分辨率大于7.67%。本文采用优化后的EACVD装置制备了厚度为20μm的多晶金刚石膜作为基体和绝缘材料;利用金刚石膜正反表面上刻印内径、宽度和厚度分别为0.8 mm、50μm和1μm的金环组成两个对称的差分回路研制出了差分磁探针。脉冲磁场的实际测量结果表明,该差分磁探针信号匹配符号反转、显示了良好的共模抑制比、具有ns级时间分辨率和mm级空间分辨率。
刘丁[7]（2020）在《一维ZnO和TiO2纳米棒阵列光电特性研究》文中进行了进一步梳理金属氧化物ZnO和TiO2均为宽禁带半导体,具有物理及化学稳定性高、抗辐射性能好、价格低廉等优势,一维纳米结构的ZnO和TiO2具有大比表面积、载流子定向传输的特点,已经广泛地应用在生物传感器、光催化、太阳能电池、阻变存储器以及紫外光探测器等多个领域。由于化学生长的一维纳米结构的形貌以及薄膜的均匀性难以精确控制,增大了光电子器件中的接触电阻,限制了载流子传输和器件的工作稳定性;大量的表面态和缺陷态作为电荷复合中心,不利于光生电子-空穴对的分离和传输,影响光探测器件和太阳能电池的转换效率。本文在一维纳米薄膜生长质量工艺调控的基础上,构筑Ag/ZnO纳米棒阵列（NRs）肖特基结和Au/TiO2 NRs肖特基结,研究电场驱动下的紫外光响应性能,探究在光场、电场协同作用下缺陷对ZnO NRs薄膜和TiO2 NRs薄膜导电行为的影响。本论文主要研究内容和结论如下:（1）研究不同厚度的AZO籽晶层对ZnO NRs的形貌、结晶质量和Ag/ZnO NRs肖特基结的紫外光响应特性的影响。三层AZO籽晶层上生长的ZnO NRs的致密性较好、结晶质量较高、载流子浓度大、耗尽区窄、界面电荷转移电阻较小,ZnO NRs的导带和价带位置有一个明显的上移,所构筑的肖特基结的光响应度和光电流较大。（2）研究无水乙醇稳定剂添加量对TiO2 NRs的形貌、结晶质量和Au/TiO2NRs肖特基结的紫外光响应特性的影响。无水乙醇添加量为10 m L时生长的TiO2NRs的结晶质量最好、载流子浓度最大、界面电荷转移电阻最小,费米能级位置最高,所构筑的Au/TiO2 NRs肖特基结具有良好的整流特性和较好的光响应性能,在-1 V低偏压驱动下,对376 nm的弱紫外光的响应度达到了8.9 A/W。（3）研究了电场和光场协同作用下ZnO NRs和TiO2 NRs的导电行为。发现在0 V→+Vmax→0 V→-Vmax→0 V循环电场作用下,基于ZnO NRs薄膜的器件表现出电流跳变的现象,符合阻变存储器应用要求。光、电场联合作用下,两种结构的阻变窗口都有所增大,操作电压下降。基于TiO2NRs薄膜的器件出现了暗态和光照下相反的类神经突触行为,这种光场对电子突触行为的调节为实现神经突触功能器件提出了新的工作思路。
毕明浩[8]（2019）在《金属催化氢等离子体刻蚀制备3D金刚石日盲探测器的方法研究》文中提出目前世界上使用的紫外探测器大多为传统的硅基材料紫外探测器,虽然硅基探测器发展较为成熟,但是其有紫外/可见光选择度较低、辐射硬度低、工作寿命短等缺点,导致其无法在深空探测、导弹羽烟探测等工作环境较恶劣的环境中工作,金刚石相比硅除了可以在恶劣环境中正常工作之外,同时金刚石具有非常宽的禁带宽度（5.5eV）可以良好的消除可见光的干扰,提升日盲探测器的性能。然而,传统使用的金刚石平面电极结构探测器的性能由于受到电极结构的限制,造成了金刚石优点难以发挥。针对这一问题,我们进行了金属催化氢等离子体刻蚀制备3D金刚石日盲探测器的方法研究。本文研究了金属在MPCVD装置产生的氢等离子体气氛中对金刚石的催化刻蚀现象,进行了大量的实验,对刻蚀后金刚石的表面粗糙度进行了改善,得到了可行的高效的金刚石刻蚀方法,相比其他刻蚀金刚石的方法具有工艺简单、成本低、安全性高等优点。在实验过程中使用SEM、LSCM、XPS等表征工具对刻蚀后金刚石表面的物质成分、刻蚀后表面形成的颗粒的成分进行了表征,进行了刻蚀过程的物理图像模拟,对金属催化氢等离子体刻蚀金刚石的机理进行了探讨。运用晶体学知识解释了刻蚀后金刚石形成的不同表面形貌的现象。之后我们使用金属催化氢等离子体刻蚀工艺制作了3D金刚石日盲探测器,并且在同样条件下制作了传统的平面电极金刚石探测器,对两种探测器进行了性能测试,并且分析了金属刻蚀3D结构探测器的增益机制,认为是刻蚀金刚石过程中引入了表面态导致电极金属与金刚石接触界面的势垒高度降低,最终在紫外光响应中产生增益。测试结果表明,3D探测器相比平面电极探测器明显具有更好的性能,其各种性能参数相比平面电极探测器的性能数值会提升一到二个数量级。
张菊[9]（2019）在《体金刚石深能级特性及其对光学性质的影响》文中进行了进一步梳理金刚石具有优异的电学、光学和机械性能,能够耐高温、耐腐蚀和抗强辐射,已成为当前光电器件在苛刻环境下工作的首选材料。但是生长态的金刚石材料不可避免的会引入杂质和缺陷,如果有害杂质或缺陷在金刚石材料禁带中形成深能级,这些深能级将会俘获电子或空穴,促进载流子的复合,从而缩短少数载流子的寿命,降低多数载流子迁移率,最终影响金刚石紫外光探测器等光电器件的性能。为了定量的分析金刚石中的陷阱能级,制作出高性能的金刚石器件,本文以金刚石晶体为研究对象,首先制备了金刚石的电极接触并测试了不同电极间距对金刚石光响应情况的影响,接着通过深能级瞬态谱测试对材料中的深能级陷阱进行测试与表征,最后模拟计算分析了深能级对金刚石材料的光学性质影响情况。在此基础上,有目标的实现金刚石生长过程以及后续处理工艺中对深能级的有效控制,以获得高质量的金刚石材料,为高性能的金刚石紫外探测器等光电器件的广泛应用奠定基础。本文的主要内容如下:（1）进行了金刚石材料的接触制备,并使用半导体器件测试仪对金刚石材料的接触进行了基本测试,并且对不同电极间距对金刚石光响应情况的影响情况进行了测试分析。（2）采用深能级瞬态谱（DLTS）技术研究了金刚石材料中的深能级陷阱。首先,考虑到深能级瞬态谱（DLTS）的测试参数对测试结果影响较大,本次研究在测试时对参数进行了改进优化,并根据改进后的参数对测试实验流程进行设计;接着采用瞬态谱（Transient）、等温瞬态谱（ITS）和温度扫描（Tempscan）技术对金刚石材料的深能级缺陷进行测试,同时采用傅里叶变换对结果进行分析计算,结果表明在温度分别为200 K、540 K和726 K处获得了三个陷阱能级,并通过阿列纽斯曲线拟合得到了这三个陷阱能级激活能、捕获截面以及载流子浓度等信息。最后采用高能量分辨率分析（HERA）对金刚石深能级重叠发射过程进行了分离分析,结果表明在540 K的陷阱能级中分离出两个激活能非常接近的陷阱能级,这是传统最大值分析无法实现的,从而实现了金刚石材料中深能级的系统表征与量化描述。（3）采用了密度泛函理论下的第一性原理对存在深能级的金刚石以及本征态金刚石的光学性质进行模拟计算分析,结果表明陷阱能级能够引起金刚石材料的光吸收系数降低,且在大于11.4 e V的高能区表现出明显的红移现象以及介电函数在小于5 e V的低能区增大到本征态最大峰值的3.8倍,还会导致电导率减小、损失函数增加。这些现象均表明陷阱能级对金刚石的光学性质造成了损害,所以可以通过控制金刚石材料中陷阱能级的产生来实现提高金刚石紫外光等光电器件的性能。
王仕发,李丹明,肖玉华,杨震春,李居平,郝剑,杨长青[10]（2018）在《用于空间辐射环境探测的金刚石探测器研究综述》文中进行了进一步梳理空间辐射环境探测可减轻或避免辐射环境对航天器和宇航员的危害,已成为近年来各航天大国研究空间环境的热点。对空间辐射环境进行探测的探测器较多,包括气体探测器、闪烁体探测器和半导体探测器,半导体探测器具有能量分辨率高、探测效率高等优点,已逐渐取代其他两种探测器。金刚石辐射探测器是半导体探测器的一种,具有探测精度高、耐候性好、无需制冷、寿命长以及抗辐射能力强等优点,特别适合长周期、强辐射的深空探测。同时,金刚石禁带宽度大,不响应可见光,可实现日盲观测,已被欧洲空间局（ESA）用于太阳紫外辐射探测。俄罗斯工业技术中心在多种粒子复合探测方面正在研制宇宙射线光谱仪,尽管探测能区集中在中高能,但该光谱仪可实现电子、质子和重粒子的复合探测。基于目前金刚石辐射探测器在单粒子辐射探测中的应用及空间复杂的多种粒子辐射环境,我国的空间辐射环境探测研究应通过设计基于多层金刚石膜的单粒子辐射探测器来提高探测器的能量分辨率,再构建探测器矩阵进行多种粒子复合探测,将人工神经网络算法引入数据处理过程,以拓展探测范围到低能区,实现全能量范围粒子的探测,从而为开展金刚石探测器在空间站、深空辐射环境探测等领域的应用探索奠定基础。
二、金刚石膜MSM紫外探测器光谱响应拟合分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、金刚石膜MSM紫外探测器光谱响应拟合分析（论文提纲范文）
（1）金刚石薄膜辐射探测器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 金刚石辐射探测理论 |
| 2.1 金刚石材料制作辐射探测器的优势 |
| 2.1.1 金刚石材料性质 |
| 2.1.2 CVD金刚石的制备方法 |
| 2.1.3 金刚石薄膜的制备 |
| 2.2 金刚石辐射探测机理 |
| 2.2.1 γ射线与物质的相互作用 |
| 2.2.2 金刚石探测器的工作原理 |
| 2.2.3 金刚石探测器的性能描述 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 CVD金刚石紫外辐射响应微观表征 |
| 3.1 Raman散射对金刚石的表征 |
| 3.2 AFM对金刚石膜表面形貌的表征 |
| 3.3 金刚石膜微观区域紫外响应特性 |
| 3.3.1 暗电流密度特性 |
| 3.3.2 表面光电流响应特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 CVD金刚石辐射器探测器实验研究 |
| 4.1 CVD金刚石辐射探测器设计 |
| 4.1.1 探测器电极结构 |
| 4.1.2 探头的制作 |
| 4.1.3 探头的封装 |
| 4.1.4 探头暗电流测试 |
| 4.1.5 辐射探测电路系统设计与制作 |
| 4.2 γ射线的探测 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）石墨烯与新型半导体材料异质结构制备及器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 石墨烯的基本性质和应用背景 |
| 1.1.1 石墨烯的原子和能带结构 |
| 1.1.2 石墨烯的光电特性 |
| 1.1.3 石墨烯的合成方法 |
| 1.1.4 石墨烯的光电应用 |
| 1.2 宽禁带和二维半导体材料的基本性质和应用背景 |
| 1.2.1 宽禁带半导体材料的基本性质和应用背景 |
| 1.2.2 二维半导体材料的基本性质和应用背景 |
| 1.3 石墨烯与新型半导体材料异质结构的研究现状 |
| 1.3.1 石墨烯与宽禁带半导体材料异质结构的光电器件研究进展 |
| 1.3.2 石墨烯与二维半导体材料异质结构的光电器件研究进展 |
| 1.4 论文研究意义和主要内容 |
| 第2章 肖特基接触、欧姆接触及光电探测器理论 |
| 2.1 肖特基接触和欧姆接触 |
| 2.1.1 金属-半导体肖特基接触 |
| 2.1.2 金属-半导体欧姆接触 |
| 2.1.3 石墨烯-半导体的接触 |
| 2.2 光电探测器概述 |
| 2.2.1 光电探测器的器件结构 |
| 2.2.2 光电探测器响应机理 |
| 2.2.3 光电探测器重要参数 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 CVD偏析法合成石墨烯及与GaN异质结构制备研究 |
| 3.1 CVD法生长石墨烯的机理 |
| 3.2 偏析法CVD石墨烯(CVDSG)生长的实验设计和合成过程 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 CVDSG的均匀性分析 |
| 3.3.2 CVDSG的层数可控及堆垛特性研究 |
| 3.3.3 氢气刻蚀作用及偏析温度效应 |
| 3.3.4 CVDSG的霍尔器件测试 |
| 3.4 CVDSG与 GaN异质结构制备 |
| 3.4.1 石墨烯转移到GaN衬底的过程 |
| 3.4.2 石墨烯-GaN异质结的表征测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 石墨烯、SiC及金刚石异质结构外延生长研究 |
| 4.1 SiC外延法生长石墨烯的机理及实验相关设备 |
| 4.1.1 SiC外延法生长石墨烯的机理 |
| 4.1.2 高温CVD 设备和MPCVD设备 |
| 4.2 基于高温CVD设备外延SiC及与石墨烯异质结构制备 |
| 4.2.1 外延生长SiC研究 |
| 4.2.2 石墨烯与外延SiC异质结构制备 |
| 4.3 基于MPCVD在SiC衬底上外延生长石墨烯异质结构 |
| 4.3.1 实验过程及条件 |
| 4.3.2 结果和讨论 |
| 4.4 基于MPCVD的SiC、石墨烯和金刚石异质结构上生长 |
| 4.4.1 实验过程及条件 |
| 4.4.2 结果和讨论 |
| 4.5 基于MPCVD在目标衬底上石墨烯异质结构直接生长研究 |
| 4.5.1 实验过程及条件 |
| 4.5.2 结果和讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 石墨烯-GaN肖特基紫外探测器件研究 |
| 5.1 GaN慢速刻蚀对肖特基接触的影响 |
| 5.1.1 GaN慢速刻蚀的特性及低刻蚀损伤研究 |
| 5.1.2 慢速刻蚀的GaN垂直肖特基器件研究 |
| 5.2 石墨烯-GaN垂直型肖特基紫外探测器 |
| 5.2.1 器件的制作及表征 |
| 5.2.2 器件的光电性能测试 |
| 5.3 石墨烯-GaN纳米柱紫外探测器 |
| 5.3.1 GaN纳米柱的制作及表征 |
| 5.3.2 石墨烯-GaN纳米柱器件的制作 |
| 5.3.3 器件的光电性能测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 石墨烯与黑磷异质结制备及光电探测器件研究 |
| 6.1 石墨烯-黑磷异质结的制备和器件制作 |
| 6.1.1 石墨烯-黑磷异质结的制备和表征 |
| 6.1.2 石墨烯-黑磷的器件制作 |
| 6.2 石墨烯-黑磷光探测器光电性能测试 |
| 6.2.1 光电性能测试设备 |
| 6.2.2 可见光波段的光电性能测试 |
| 6.2.3 红外波段的光电性能测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论及创新点 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（3）金刚石表面状态控制及应用基础研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 金刚石的性能及制备方法 |
| 2.1.1 金刚石的优异性能 |
| 2.1.2 金刚石的制备 |
| 2.1.3 国内外金刚石制备技术的发展 |
| 2.2 金刚石表面的高效机械平整化控制 |
| 2.2.1 金刚石的化学辅助机械抛光 |
| 2.2.2 催化金属辅助摩擦抛光 |
| 2.2.3 高速动态摩擦抛光 |
| 2.3 金刚石的等离子体刻蚀表面状态控制 |
| 2.3.1 金刚石等离子体刻蚀原理 |
| 2.3.2 金刚石刻蚀形貌演变机制 |
| 2.3.3 金刚石的氧基等离子体刻蚀表面控制 |
| 2.3.4 金刚石的氢等离子体刻蚀表面控制 |
| 2.4 金刚石质量损伤及表面键态对其应用性能的影响 |
| 2.4.1 质量损伤及表面键态对电磁波环境下介电特性的影响 |
| 2.4.2 质量损伤及表面键态对表面导电及输运特性的影响 |
| 3 研究内容和实验方法 |
| 3.1 研究内容和思路 |
| 3.1.1 研究内容 |
| 3.1.2 研究思路 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 金刚石膜片的制备方法 |
| 3.2.2 金刚石膜片表征方法 |
| 3.2.3 金刚石的预处理及处理后的表面状态 |
| 4 金刚石高速机械平整化控制过程及表面键态演变机制 |
| 4.1 不同质量金刚石膜片的制备及表征 |
| 4.1.1 金刚石膜片的制备及预处理 |
| 4.1.2 金刚石膜片的基本物相特征 |
| 4.2 金刚石膜片的高速平整化控制系统及过程 |
| 4.3 金刚石高速平整化过程的控制影响因素 |
| 4.3.1 平整化过程外加载荷的影响 |
| 4.3.2 平整化过程持续时间的影响 |
| 4.3.3 平整化过程线性速度的影响 |
| 4.4 金刚石高速平整化过程控制优化 |
| 4.5 基于优化高速平整化过程的金刚石膜片表面状态 |
| 4.6 金刚石高速平整化机制及表面键态演变 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 高速机械平整化金刚石质量损伤精细分析及对应用响应的影响 |
| 5.1 金刚石高速平整化所致亚表面损伤的演化分析 |
| 5.2 金刚石动态抛光质量损伤的拉曼光谱精细分析 |
| 5.3 不同质量多晶金刚石的亚表面损伤分析 |
| 5.4 金刚石质量损伤的太赫兹精细分析及响应 |
| 5.4.1 金刚石膜片损伤控制及质量分析 |
| 5.4.2 金刚石太赫兹超精细质量分析应用测试系统 |
| 5.4.3 金刚石质置差异及损伤对太赫兹波段精细吸收响应的影响 |
| 5.4.4 金刚石质量差异及损伤对太赫兹波段介电响应的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 金刚石氧基等离子体刻蚀表面形貌演变及状态控制 |
| 6.1 金刚石制备及表面等离子刻蚀控制 |
| 6.1.1 金刚石膜片的制备及质量检测 |
| 6.1.2 ICP反应离子刻蚀控制 |
| 6.2 金刚石不同氧基体系ICP反应离子刻蚀速率 |
| 6.3 金刚石不同氧基体系ICP反应离子刻蚀表面形貌控制 |
| 6.3.1 低偏置射频功率不同辅助气体条件下表面形貌及演变 |
| 6.3.2 高偏置射频功率不同辅助气体条件下表面形貌及演变 |
| 6.4 基于优化刻蚀工艺的图形化单晶金刚石表面平整化控制应用 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 金刚石不同氧基体系等离子刻蚀表面反应与键态 |
| 7.1 金刚石不同氧基体系ICP刻蚀的化学反应过程 |
| 7.2 金刚石不同氧基体系ICP反应离子刻蚀的物相及表面键态 |
| 7.2.1 低偏置射频功率不同辅助气体条件下的物相及表面键态 |
| 7.2.2 高偏置射频功率不同辅助气体条件下的物相及表面键态 |
| 7.3 金刚石不同气基体系ICP反应离子刻蚀温度变化 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 金刚石氢基等离子体表面形貌及半导体化控制 |
| 8.1 金刚石的制备及质量表征 |
| 8.2 未半导体化(绝缘)表面键态 |
| 8.3 金刚石氢等离子体表面状态控制及演变 |
| 8.3.1 金刚石氢等离子体刻蚀表面形貌控制 |
| 8.3.2 金刚石表面氢等离子体刻蚀形貌演变机制 |
| 8.3.3 金刚石表面氢等离子体刻蚀表面状态演变 |
| 8.4 金刚石表面氢等离子体半导体化及SGFET结构制备 |
| 8.4.1 金刚石表面氢等离子体半导体化过程控制优化 |
| 8.4.2 基于表面半导体化金刚石膜片结构设计及制备 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 金刚石表面碳氢键的应用损伤及无损修复 |
| 9.1 氢终端金刚石液态环境的直流特性响应 |
| 9.2 金刚石表面碳氢键的反应损伤 |
| 9.3 金刚石表面氢终端键无损修复 |
| 9.3.1 金刚石负电势线性扫描及表面碳氢键的修复 |
| 9.3.2 表面键态修复后的金刚石性能 |
| 9.4 金刚石表面化学键反应与修复机制 |
| 9.5 本章小结 |
| 10 结论 |
| 11 创新点 |
| 12 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）金刚石氮空位色心温度特性及深紫外光电探测器的制备研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金刚石简介 |
| 1.2.1 人工合成金刚石的发展历史 |
| 1.2.2 金刚石的分类 |
| 1.3 金刚石的结构、性质及应用 |
| 1.3.1 金刚石的晶格结构 |
| 1.3.2 金刚石的性质及应用 |
| 1.4 金刚石NV中心 |
| 1.4.1 NV中心的结构和电荷态 |
| 1.4.2 NV中心的能级结构 |
| 1.4.3 NV中心在温度传感领域的应用 |
| 1.5 金刚石深紫外光电探测器 |
| 1.5.1 “日盲型”光电探测器简介 |
| 1.5.2 金刚石紫外光电探测器的结构和性能参数 |
| 1.5.3 金刚石紫外光电探测器研究概况 |
| 1.6 本论文主要研究内容 |
| 第2章 实验原理与方法 |
| 2.1 单晶金刚石的制备 |
| 2.1.1 MPCVD法生长金刚石原理 |
| 2.1.2 实验流程 |
| 2.2 实验表征方法 |
| 2.2.1 激光共聚焦光学显微镜 |
| 2.2.2 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.3 激光拉曼和光致发光光谱 |
| 2.2.4 傅里叶红外光谱(FTIR) |
| 2.2.5 紫外-可见光光谱 |
| 第3章 NV中心的温度特性及在温度传感方面的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验与方法 |
| 3.2.1 CVD金刚石中NV中心的引入 |
| 3.2.2 表征方法 |
| 3.3 不同氮含量金刚石的比较及氮含量的估算 |
| 3.3.1 光学比较 |
| 3.3.2 傅里叶红外光谱比较 |
| 3.3.3 紫外-可见光透过光谱比较 |
| 3.4 金刚石NV中心的光谱比较 |
| 3.4.1 氮掺杂浓度对金刚石光谱的影响 |
| 3.4.2 激光功率对NV中心光谱的影响 |
| 3.5 温度变化对金刚石NV中心的影响 |
| 3.5.1 NV~0和NV~-的零声子线(ZPL)随温度的变化 |
| 3.5.2 NV中心能级的温度依赖特性 |
| 3.6 基于NV中心能级的温度传感测试 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 CVD单晶金刚石深紫外光电探测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单晶金刚石的制备和表征 |
| 4.2.1 单晶金刚石的制备 |
| 4.2.2 金刚石XRD分析 |
| 4.2.3 金刚石紫外-可见光光谱和傅里叶红外光谱 |
| 4.2.4 金刚石的PL光谱 |
| 4.3 金刚石探测器的制备 |
| 4.3.1 梳齿型电极的制备 |
| 4.3.2 电极的光学形貌和Raman光谱 |
| 4.4 电流-电压(I-V)特性 |
| 4.4.1 实验环境 |
| 4.4.2 电极的欧姆接触特性和暗电流分析 |
| 4.4.3 光电流分析 |
| 4.5 探测器的深紫外响应 |
| 4.5.1 实验装置搭建 |
| 4.5.2 光谱响应 |
| 4.5.3 光电导增益及探测率 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）电子辐照及离子注入对单晶金刚石光电性能的影响与机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 金刚石材料简介 |
| 1.2.1 金刚石的结构及性质特点 |
| 1.2.2 金刚石的应用及发展方向 |
| 1.2.3 单晶金刚石合成技术发展 |
| 1.3 金刚石掺杂技术研究 |
| 1.3.1 金刚石掺杂方法 |
| 1.3.2 金刚石掺杂分类 |
| 1.4 金刚石缺陷及NV色心发光研究 |
| 1.4.1 金刚石中常见缺陷简介 |
| 1.4.2 金刚石NV色心性质及制备 |
| 1.4.3 金刚石NV色心应用及研究进展 |
| 1.5 金刚石离子注入及其探测器研究 |
| 1.5.1 金刚石电子辐照 |
| 1.5.2 金刚石离子注入掺杂 |
| 1.5.3 金刚石紫外和粒子探测器研究进展 |
| 1.6 本论文主要研究内容 |
| 第2章 试验材料及研究方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 带电粒子辐照/注入试验方案 |
| 2.3 仿真分析软件及参数 |
| 2.4 材料结构表征与性能测量方法 |
| 2.4.1 紫外-可见光分光光度计(UV-vis) |
| 2.4.2 激光拉曼光谱(Raman) |
| 2.4.3 电子顺磁共振(EPR) |
| 2.4.4 光致发光光谱(PL) |
| 2.4.5 卢瑟福背散射/沟道谱(RBS/C) |
| 2.4.6 原子力显微镜(AFM) |
| 2.4.7 霍尔效应测量(Hall) |
| 第3章 电子辐照/N~+注入光学级单晶金刚石的NV色心及其演化 |
| 3.1 电子辐照单晶金刚石的结构损伤及NV色心演化 |
| 3.1.1 电子辐照金刚石CASINO计算 |
| 3.1.2 电子辐照对金刚石光学性能的影响 |
| 3.1.3 电子辐照金刚石Raman光谱分析 |
| 3.1.4 电子辐照金刚石的缺陷和NV色心表征 |
| 3.2 N离子注入单晶金刚石的结构损伤及NV色心演化 |
| 3.2.1 N离子注入金刚石SRIM计算 |
| 3.2.2 N离子注入对金刚石光学性能的影响 |
| 3.2.3 N离子注入金刚石Raman光谱分析 |
| 3.2.4 N离子注入金刚石的缺陷和NV色心表征 |
| 3.3 N离子+电子综合作用单晶金刚石耦合效应 |
| 3.3.1 N离子+电子综合作用对金刚石光学性能的影响 |
| 3.3.2 N离子+电子综合作用Raman光谱分析 |
| 3.3.3 N离子+电子综合作用下金刚石辐照缺陷表征 |
| 3.3.4 N离子+电子综合作用下金刚石NV色心演变 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 O/S离子注入电子级单晶金刚石损伤及电学性能 |
| 4.1 高纯电子级单晶金刚石的O/S离子注入参数设计 |
| 4.2 O/S离子注入单晶金刚石的结构损伤行为 |
| 4.2.1 O/S离子注入对金刚石Raman光谱表征与分析 |
| 4.2.2 O/S离子注入金刚石的RBS/C表征与分析 |
| 4.2.3 O/S离子注入对金刚石表面微观形貌表征与分析 |
| 4.3 O/S离子注入单晶金刚石电学性能演化 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）CVD金刚石膜辐射探测器的研制与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究内容 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及研究内容 |
| 1.1.3 研究思路及创新点 |
| 1.2 核辐射探测原理 |
| 1.2.1 核辐射 |
| 1.2.2 带电重粒子与物质相互作用及探测原理 |
| 1.2.3 快电子与物质相互作用及探测原理 |
| 1.2.4 X/γ射线与物质相互作用及探测原理 |
| 1.2.5 中子与物质相互作用及探测原理 |
| 1.3 常用的核辐射探测器 |
| 1.3.1 气体探测器 |
| 1.3.2 闪烁体探测器 |
| 1.3.3 半导体探测器 |
| 1.4 辐射探测器的主要性能指标 |
| 1.5 金刚石辐射探测器的优势 |
| 1.5.1 金刚石辐射探测器的材料优势 |
| 1.5.2 金刚石辐射探测器的性能优势 |
| 1.5.3 金刚石辐射探测器的广泛应用 |
| 第2章 金刚石辐射探测器的研究 |
| 2.1 金刚石辐射探测器的国内外研究现状 |
| 2.1.1 国外研究现状 |
| 2.1.2 国内研究现状 |
| 2.2 金刚石辐射探测器的工作原理 |
| 2.2.1 金刚石带电粒子及电磁辐射探测器的工作原理 |
| 2.2.2 金刚石中子探测器的工作原理 |
| 2.3 金刚石辐射探测器的性能指标 |
| 2.4 金刚石辐射探测器的制作过程 |
| 2.5 金刚石辐射探测器制备的难点及解决方法 |
| 2.5.1 金刚石探测器制备的难点 |
| 2.5.2 解决办法 |
| 第3章 金刚石膜的制备及EACVD装置的优化 |
| 3.1 金刚石的性质及类别 |
| 3.2 金刚石膜的性质及应用 |
| 3.3 CVD金刚石膜的制备方法 |
| 3.3.1 金刚石(膜)的制备方法 |
| 3.3.2 几种常用CVD方法的比较 |
| 3.4 金刚石膜的表征方法 |
| 3.5 金刚石膜的成膜机理及EACVD装置优化 |
| 3.5.1 CVD成膜机理 |
| 3.5.2 EACVD装置优化 |
| 第4章 多晶金刚石膜X射线探测器的研制及其在Z箍缩X射线探测中的性能 |
| 4.1 应用背景介绍 |
| 4.2 多晶金刚石膜X射线探测器的研制 |
| 4.2.1 金刚石膜材料的选择 |
| 4.2.2 金刚石膜的制备 |
| 4.2.3 金刚石膜的表征 |
| 4.2.4 金刚石膜的电极制作 |
| 4.2.5 金刚石膜探测器的封装 |
| 4.2.6 金刚石膜探测器的电学特性测试 |
| 4.3 探测器的标定及Z箍缩实验测量结果 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 单晶金刚石膜中子探测器的研制及其在14.1MeV氘氚聚变中子探测中的性能 |
| 5.1 应用背景介绍 |
| 5.2 金刚石中子探测器的研制 |
| 5.3 D-T核聚变反应中子的探测 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 CVD多晶金刚石膜脉冲磁场探测器的研制及其探测性能 |
| 6.1 应用背景介绍 |
| 6.2 脉冲磁场差分探测器的研制 |
| 6.3 脉冲磁场差分探测器的测试 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（7）一维ZnO和TiO2纳米棒阵列光电特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 紫外光探测器概述 |
| 1.2 半导体紫外光探测器 |
| 1.3 二元氧化物纳米结构紫外光探测器的研究进展 |
| 1.3.1 纳米ZnO的紫外光响应性质与紫外光探测器研究 |
| 1.3.2 纳米TiO_2的紫外光响应性质与紫外光探测器研究 |
| 1.4 本论文涉及的表征手段和测试方法 |
| 1.4.1 扫描电子显微镜 |
| 1.4.2 原子力显微镜 |
| 1.4.3 X-射线衍射仪 |
| 1.4.4 拉曼光谱 |
| 1.4.5 光致发光光谱 |
| 1.4.6 紫外-可见吸收光谱 |
| 1.4.7 X射线光电子能谱 |
| 1.4.8 电化学测试 |
| 1.4.9 电学性能测试 |
| 1.5 本课题的研究内容 |
| 第二章 AZO籽晶对Ag/ZnO NRs紫外光响应特性的影响研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 AZO籽晶薄膜的制备 |
| 2.2.3 Ag/ZnO NRs/AZO/FTO紫外光探测器件的制备 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 AZO籽晶层的形貌与晶体结构 |
| 2.3.2 ZnO前驱液浓度和生长时间对ZnO NRs的形貌的影响 |
| 2.3.3 AZO籽晶层数对ZnO NRs的形貌与晶体结构的影响 |
| 2.3.4 AZO籽晶层的光学与电学性质 |
| 2.3.5 ZnO NRs/AZO薄膜的光学与电学性质 |
| 2.3.6 Ag/ZnO NRs肖特基结器件紫外光响应特性 |
| 2.4 本章总结 |
| 第三章 Au/TiO_2 NRs肖特基结紫外光响应特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 TiO_2纳米棒阵列的制备 |
| 3.2.3 Au/TiO_2 NRs肖特基结器件的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 TiO_2 NRs的形貌与晶体结构 |
| 3.3.2 TiO_2 NRs的光学与电学性质 |
| 3.3.3 Au/TiO_2 NRs/TiOx/FTO肖特基结器件紫外光响应特性 |
| 3.4 本章总结 |
| 第四章 光、电协同下氧化物半导体的导电特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 光、电协同下对ZnO NRs的导电行为特性研究 |
| 4.3.2 光、电协同下对TiO_2 NRs的导电行为特性研究 |
| 4.4 本章总结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 英文缩略语使用表 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）金属催化氢等离子体刻蚀制备3D金刚石日盲探测器的方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金刚石材料 |
| 1.3 紫外探测器 |
| 1.3.1 紫外光探测技术的原理 |
| 1.3.2 紫外探测器的结构 |
| 1.4 金刚石紫外探测器 |
| 1.5 金刚石电极制备方法 |
| 1.5.1 干法刻蚀 |
| 1.5.2 金刚石外延生长法 |
| 1.5.3 H/O等离子体金刚石刻蚀 |
| 1.5.4 金刚石金属催化刻蚀 |
| 1.6 金刚石紫外探测器的研究现状 |
| 1.7 本文研究内容 |
| 第2章 金刚石的刻蚀加工与研究方法 |
| 2.1 金刚石和金属材料 |
| 2.2 样品的制备方法 |
| 2.2.1 MPCVD装置简介 |
| 2.2.2 磁控溅射设备 |
| 2.3 样品的表征和测量方法 |
| 2.3.1 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.2 激光共聚焦扫描显微镜(LSCM) |
| 2.3.3 半导体参数测试 |
| 第3章 金刚石的金属催化等离子体刻蚀研究 |
| 3.1 金属催化金刚石刻蚀的研究 |
| 3.1.1 不同金属体系对金刚石的催化研究 |
| 3.1.2 不同金属成分对金刚石的催化刻蚀的影响 |
| 3.1.3 金属薄膜沉积厚度对刻蚀的影响 |
| 3.1.4 刻蚀气压对刻蚀的影响 |
| 3.1.5 刻蚀温度对刻蚀的影响 |
| 3.2 刻蚀机理的探究 |
| 3.2.1 刻蚀物质成分的分析 |
| 3.2.2 表面形貌形成机理分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 金刚石3D日盲探测器的性能测试 |
| 4.1 金刚石3D日盲探测器的制备 |
| 4.2 金刚石3D日盲探测器的I-V曲线 |
| 4.3 金刚石3D日盲探测器的性能测试 |
| 4.3.1 探测器暗电流的特性 |
| 4.3.2 探测器的紫外光综合响应特性 |
| 4.3.3 探测器响应度的特性 |
| 4.3.4 探测器量子效率的特性及探测器增益机制 |
| 4.3.5 探测器可探测度的特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（9）体金刚石深能级特性及其对光学性质的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金刚石材料的性质及其应用 |
| 1.2 金刚石材料的制备方法 |
| 1.3 深能级陷阱对金刚石光电特性的影响 |
| 1.4 本文的主要研究内容及安排 |
| 第二章 金刚石材料深能级缺陷测试及分析方法 |
| 2.1 深能级瞬态谱的测试原理 |
| 2.1.1 陷阱能级的基本电学特性 |
| 2.1.2 陷阱对自由载流子的俘获与释放 |
| 2.1.3 陷阱能级引起的电容瞬态变化 |
| 2.2 深能级瞬态谱的测试技术 |
| 2.2.1 Boxcar技术 |
| 2.2.2 Lock-in技术 |
| 2.3 傅里叶变换技术 |
| 2.3.1 傅里叶变换方法的原理 |
| 2.3.2 傅里叶变换 |
| 2.3.3 傅里叶变换系数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 金刚石材料的电极制备及光电表征 |
| 3.1 金刚石材料光学表征 |
| 3.1.1 金刚石材料的X射线衍射 |
| 3.1.2 金刚石材料的拉曼光谱表征 |
| 3.2 金刚石接触电极制备 |
| 3.3 金刚石接触的电学表征和光响应 |
| 3.3.1 金刚石接触的电学表征 |
| 3.3.2 不同电极间距对光响应情况的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 金刚石深能级DLTS测试分析 |
| 4.1 金刚石材料瞬态谱测试 |
| 4.1.1 瞬态测试 |
| 4.1.2 直接评估 |
| 4.2 金刚石材料等温瞬态谱测试 |
| 4.2.1 周期扫描 |
| 4.2.2 参数变化的周期扫描 |
| 4.3 金刚石温度扫描谱(Tempscan)测试 |
| 4.3.1 温度扫描测试 |
| 4.3.2 最大值分析 |
| 4.4 高能量分辨率分析 |
| 4.4.1 瞬态直接HERA评估 |
| 4.4.2 ITS直接HERA评估 |
| 4.4.3 温度扫描最大值HERA评估 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 深能级陷阱对金刚石光电性质的影响 |
| 5.1 金刚石结构及计算原理 |
| 5.1.1 理论模型及电子结构 |
| 5.1.2 计算方法 |
| 5.1.3 光学性质的理论描述 |
| 5.2 缺陷与本征金刚石材料能带结构计算与分析 |
| 5.3 缺陷与本征金刚石光学性质计算与分析 |
| 5.4 本章小节 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）用于空间辐射环境探测的金刚石探测器研究综述（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 金刚石辐射探测器 |
| 1.1 金刚石材料的性质 |
| 1.2 金刚石探测器的抗辐照性能 |
| 1.3 单粒子或射线探测器结构 |
| 2 金刚石在空间紫外辐射探测中的应用 |
| 3 金刚石在空间带电粒子辐射探测中的应用 |
| 3.1 多种粒子金刚石探测器的探测原理和结构 |
| 3.2 多层结构的金刚石辐射探测器 |
| 4 需要解决的问题 |
| 5 结语 |
四、金刚石膜MSM紫外探测器光谱响应拟合分析（论文参考文献）
- [1]金刚石薄膜辐射探测器关键技术研究[D]. 牛刘敏. 中北大学, 2021(09)
- [2]石墨烯与新型半导体材料异质结构制备及器件研究[D]. 张学敏. 长春理工大学, 2021(01)
- [3]金刚石表面状态控制及应用基础研究[D]. 郑宇亭. 北京科技大学, 2021
- [4]金刚石氮空位色心温度特性及深紫外光电探测器的制备研究[D]. 杨明阳. 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所), 2020(01)
- [5]电子辐照及离子注入对单晶金刚石光电性能的影响与机制[D]. 王旋. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [6]CVD金刚石膜辐射探测器的研制与性能研究[D]. 许平. 南华大学, 2020(01)
- [7]一维ZnO和TiO2纳米棒阵列光电特性研究[D]. 刘丁. 天津理工大学, 2020(05)
- [8]金属催化氢等离子体刻蚀制备3D金刚石日盲探测器的方法研究[D]. 毕明浩. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [9]体金刚石深能级特性及其对光学性质的影响[D]. 张菊. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [10]用于空间辐射环境探测的金刚石探测器研究综述[J]. 王仕发,李丹明,肖玉华,杨震春,李居平,郝剑,杨长青. 材料导报, 2018(09)