Preparação e características do detector UV de microbastões de ZnO dopados com Ga

YUAN Zhaolin ,  

WU Yongwei ,  

YU Luyao ,  

HE Jianfeng ,  

XU Nengchang ,  

WANG Xueyuan ,  

LU Pengfei ,  

摘要

Para obter detectores ultravioleta (UV) baseados em óxido de zinco (ZnO) de alto desempenho e baixo custo, foi utilizado ZnO dopado com Ga (ZnO:Ga) como camada foto-sensível. Microbastões de ZnO:Ga com diferentes concentrações de dopagem de Ga foram sintetizados por método hidrotérmico, com uma relação atômica de Ga para Zn de 0% (não dopado), 0,5%, 1%, 2% e 4%. A estrutura cristalina de todas as amostras foi testada por difração de raios X (XRD), revelando que todas possuem a estrutura hexagonal do tipo wurtzita do ZnO. A morfologia foi observada por microscopia eletrônica de varredura (SEM), mostrando todas uma estrutura em bastão. Além disso, substratos de vidro condutor de óxido de estanho dopado com flúor (FTO) com padrão de dedos entrelaçados foram preparados, e os microbastões ZnO:Ga com diferentes concentrações de Ga foram revestidos sobre o FTO, obtendo-se cinco detectores UV de estrutura simples, cujo desempenho foi estudado sistematicamente. Os resultados indicam que todos os detectores UV com microbastões ZnO:Ga apresentaram boa resposta à luz UV de 365 nm. O detector com 1% de Ga apresentou o melhor desempenho, com responsividade, ganho e detectividade de 13,13 A/W (5 V), 44,63 (5 V) e 3,31×10^12 Jones, respectivamente, em 365 nm, com tempos de resposta e decaimento de 12,3 s e 36,4 s, respectivamente. Isso indica que a dopagem apropriada de Ga nos microbastões de ZnO pode melhorar eficazmente o desempenho do detector UV. Este estudo contribui para o desenvolvimento de detectores UV e dispositivos relacionados baseados no material ZnO:Ga.

关键词

detector UV; óxido de zinco dopado com gálio; microbastões; método hidrotérmico; responsividade

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