نشریه علوم و مهندسی سطح

نشریه علوم و مهندسی سطح

اثرات نمک های اکسید روی و شرایط مختلف رشد بر نانومیله ها و پارامترهای آشکارساز فرابنفش فوتودیودی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 1مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر ، تهران، ایران
2 مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر ، تهران
چکیده
پارامترهای مختلفی که می‌توانند بر جریان تاریکی و حساسیت آشکارسازهای فرابنفش فوتودیودی نانومیله‌های اکسید روی اثرگذار باشند در این کار بررسی می-گردد. ساختار این آشکارساز مبتنی بر پیوندهای ناهمگون نانومیله‌های اکسید روی و سیلیکون نوع p است. اثر تغییر شرایط رشد، نمک‌های اکسید روی و مشخصات سطح بر جریان تاریکی و حساسیت آشکارساز تحلیل گردید. برای مشاهده و بررسی بیشتر از آنالیزهای مختلفی مانند SEM، PL و مشخصه‌های I-V استفاده شد. در این کار نیز افزاره‌ای با کوچک‌ترین قطر، نمونه بهینه از نظر دارا بودن حداقل جریان تاریکی (183/1 میکروآمپر) و حداکثر حساسیت (13/45) تعیین شد. از طرفی نمونه S3 با بیشترین قطر (400 نانومتر) و سطح خاص آن سبب شد تا جریان تاریکی بر خلاف انتظار به شدت کاهش یابد و به مقدار 41/25 میکروآمپر برسد و در نتیجه حساسیت آن به مقدار 01/38 رسید که در بین نمونه‌ها پس از نمونه S1 بیشینه مقدار حساسیت را داراست. کاهش محسوس جریان تاریکی و افزایش چشمگیر حساسیت آشکارساز تنها با تغییر مورفولوژی ساختار و انتخاب نمک روی مناسب به دست آمد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Zahedi, F., Dariani, R.S. and Rozati, S.M., 2013. Ultraviolet photoresponse properties of ZnO: N/p-Si and ZnO/p-Si heterojunctions. Sensors and Actuators A: Physical, 199, pp.123-128. [2] Ozel, Kenan. "Strain-induced photoresponsivity in gallium-doped ZnO thin film based UV photodetectors." Sensors and Actuators A: Physical 366 (2024): 114953. [3] Mane, Shreya. "Theoretical Aspects on Photodiodes System: Mechanism, Modes and Types." International Journal of Multidisciplinary Innovation and Research Methodology, ISSN: 2960-2068 3.1 (2024): 52-60. [4] Ishiyama, T., Fujii, T. and Nakane, T., 2015. Structural and optical characterizations of ZnO Nanowire Arrays Grown on Si substrate. Sensors and materials, 27(10), pp.907-915. [5] Luo, L., Zhang, Y., Mao, S.S. and Lin, L., 2006. Fabrication and characterization of ZnO nanowires based UV photodiodes. Sensors and Actuators A: Physical, 127(2), pp.201-206. [6] Bai, S., Wu, W., Qin, Y., Cui, N., Bayerl, D.J. and Wang, X., 2011. High‐performance integrated ZnO nanowire UV sensors on rigid and flexible substrates. Advanced Functional Materials, 21(23), pp.4464-4469. [7] Hassan, J.J., Mahdi, M.A., Kasim, S.J., Ahmed, N.M., Abu Hassan, H. and Hassan, Z., 2012. High sensitivity and fast response and recovery times in a ZnO nanorod array/p-Si self-powered ultraviolet detector. Applied Physics Letters, 101(26). [8] Witkowski, B.S., Pietruszka, R., Gieraltowska, S., Wachnicki, L., Przybylinska, H. and Godlewski, M., 2017. Photoresistor based on ZnO nanorods grown on a p-type silicon substrate. Opto-Electronics Review, 25(1), pp.15-18. [9] Musa, I., Qamhieh, N. and Mahmoud, S.T., 2017. Synthesis and length dependent photoluminescence property of zinc oxide nanorods. Results in physics, 7, pp.3552-3556. [10] Willander, Magnus, et al. "Luminescence from zinc oxide nanostructures and polymers and their hybrid devices." Materials 3.4 (2010): 2643-2667. [11] Alvi, N. H., et al. "The origin of the red emission in n-ZnO nanotubes/p-GaN white light emitting diodes." Nanoscale research letters 6 (2011): 1-7. [12] Wang, D. F., and T. J. Zhang. "Study on the defects of ZnO nanowire." Solid state communications 149.43-44 (2009): 1947-1949. [13] Djurišić, A.B., Leung, Y.H., Tam, K.H., Ding, L., Ge, W.K., Chen, H.Y. and Gwo, S., 2006. Green, yellow, and orange defect emission from ZnO nanostructures: Influence of excitation wavelength. Applied Physics Letters, 88(10). [14] Zeng, H., Duan, G., Li, Y., Yang, S., Xu, X. and Cai, W., 2010. Blue Luminescence of ZnO nanoparticles based on non‐equilibrium processes: defect origins and emission controls. Advanced functional materials, 20(4), pp.561-572. [15] Kumari, L. and Kar, A.K., 2022. Solvent-dependent tuning of blue–green emission of chemically synthesized ZnO nanomaterials with high colour purity and electroluminescence efficiency. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 33(12), pp.9101-9115. [16] Zhao, J.H., Liu, C.J. and Lv, Z.H., 2016. Photoluminescence of ZnO nanoparticles and nanorods. Optik, 127(3), pp.1421-1423. [17] Tay, C.B. and Chua, S.J., 2008. Investigation of morphology and photoluminescence of hydrothermally-grown ZnO nanorods grown on substrates pre-coated with ZnO nanoparticles. Advanced Materials Research, 31, pp.199-201. [18] Pasdar, M., Azimirad, R. and Nayeri, F.D., 2025. Improving the performance of UV photodiode detectors by changing the dimensions of ZnO nanorods. Optics Communications, 584, p.131681. [19] Benramache, S., Chabane, F., Benhaoua, B. and Lemmadi, F.Z., 2013. Influence of growth time on crystalline structure, conductivity and optical properties of ZnO thin films. Journal of Semiconductors, 34(2), p.023001.