光电子技术课程设计报告。
——zns纳米紫外光探测器性能测试。
姓名： 学号：
专业班级：电子科学与技术
指导教师：
日期：2023年7月。
目录。一．zns纳米紫外光探测器的简介3
二．测试目的3
三．实验仪器3
四．探测器的主要参数4
五．测量原理及步骤6
六．结果分析7
七．心得体会12
一．zns纳米紫外光探测器的简介。
本实验待测试的器件是zns准一维纳米结构光电导型紫外光探。
器，其特点是紫外探测器自上而下依次由叉指电极，n型掺杂zns准一维纳米结构薄膜和绝缘衬底迭置而成。紫外探测器以n型掺杂zns准一维纳米结构薄膜为紫外敏感层，使其只对小于335nm波长光敏感，利用透明叉指电极和纳米结构薄膜增强了受光面积，探测器的面积是5μmx200nm，提高了紫外光响应度，同时使用zns做为光敏材料，环保可靠，结构简单，灵敏度高，成本低，易于实现。
二．测试目的。
1. 了解zns纳米紫外光探测器的性能；
2. 熟悉测量方法和测量器件的使用；
3. 通过测试结果分析探测器的性能，以及一些因素对其性能的影响；
三．实验仪器。
1. zns纳米紫外光探测器。
2. 紫外辐照计一台。
3. 紫外灯光源设备一台。
4. 半导体参数测试系统4200scs/f一台。
四．探测器的主要参数。
光电探测器种类繁多，如何判断光电探测器的优劣，以及根据。
特定的要求恰当地选择所需的探测器，就必须找出能反映光电探测器特性的参数，而表征光电探测器特性的基本参数有：量子效率、光谱响应、响应时间、光电导增益g和噪声等效功率等。
1） 量子效率。
量子效率η定义为单位时间内光生载流子数与单位时间内入射光子数量之比。
它与产生的平均光电流和入射光功率的关系为：
2） 光谱响应。
量子效率是一个微观参数，对于光电探测器来说，响应度比量。
子效率更为重要。响应度r定义为光生电流iph与入射光功率p之比。由量子效率的定义式可以得出响应度与量子效率的关系可以写为：
光谱响应是指光电探测器响应度随入射光波长变化而变化的特。
性，量子效率η和响应度r都是入射光波长的函数。将响应度随波长变化的规律画成曲线，这条曲线就是所谓的光谱响应曲线。
3）响应时间。
当照射探测器的光功率突然从零增加到某一值时，光电探测。
器的瞬时输出电流总不能完全跟随入射光变化；同样，在光照突然停止时也是如此。也就是说光电探测器是有响应速度的，对光辐射的响应不可能是瞬时的，探测器具有滞性，通常用响应时间τ来衡量探测器的响应快慢。
在阶跃输入光功率的条件下，光探测器输出电流为：
msm结构光电探测器中，载流子的渡越时间对探测器响应时间的影响是主要的，它主要取决于叉指间的间距l和载流子的漂移速度vs。光生载流子在叉指电极间的渡越时间为：
4） 光电导增益g
光电导增益是表征光敏电阻特性参数的一个重要参数，它表示。
长度l的光电导体两端加上电压v以后，由光照产生的光生载流子在电场作用下所形成的外部光电流与光电子形成的内部光电流之间的比值。
g=ip/qnμnτn+μpτp
5）噪声等效功率。
噪声等效功率是描述光电探测器噪声指标的参数。等效噪声功率的定义为：使探测器输出功率正好等于输出噪声功率时的入射功率，一般以光生电流和噪声电流表示。
nep值越小表示探测器的探测能力越强。
五．测量原理及步骤。
1）测量原理。
本实验主要测试探测器的时间响应和i-v曲线，由此得出响应。
度r与电压v的关系。
本实验的电压范围是0.1—1v，由响应度r的公式可知，当测得暗电流id和加紫外光照射时的光电流il时，计算出它们的差值再除以入射光功率p即可求出r的大小。p由测得的紫外光的辐照度乘以探测器面积可得到。
从而作出r-v的曲线。
2）测量步骤。
1．连接好装置，打开测试系统中的测量软件，测量在无紫外光照时的i-v曲线；
2. 连入紫外光源并打开设备，垂直对准探测器，测量i-v曲线和时间响应曲线；
3. 将所得图形保存并处理分析结果。
六．结果分析。
1. 测得的曲线。
1） 无紫外光照时的i-v曲线。
2） 有紫外光照时的i-v曲线。
i-v曲线。
3） 时间响应曲线。
4） 数据分析。
时间响应（上升到最大值时）
计算r因为光电流》暗电流，所以计算时可以近似用r=il/pλ求得，测得p=2.4x100μw/,面积a=5μmx200nm,测得il=3.58e-6通过计算及数据处理得rmax=149a/w,作出r-v的曲线如下；
由试验中测得时间响应曲线可知zns纳米紫外光探测器的响应速度较慢，可能是由于在制造器件过程中，存在缺陷、位错等不利因素的影响造成的。从而使得在测量器件的时间响应时，由于缺陷对光生载流子的散射效应使得它的上升和下降时间较长，接近280μs。同时响应时间也受载流子的弛豫时间的影响。
七．心得体会。
经过两周的学习，在不断地摸索与尝试中，我们最终顺利完成了本次课程设计。
此次课程设计，我们测量了zns纳米紫外光探测器的性能，实验前我们查阅并学习了相关的资料，再一次巩固学习了zns纳米紫外光探测器的工作原理与相关的概念和知识；实验中，通过动手操作与实际观测，**了相应的图形，采集了相关数据，并对结果进行数据计算，使我们对zns纳米紫外光探测器的性能概念有了进一步的深刻理解，对以往所学的理论知识有了更加具体的认识。
在这次课程设计中，我们团结协作，分工明确，最终顺利完成，。经过这次课程设计，让我们更加意识到理论联系实际的重要，这加强了我们的实践能力，而动手能力的提高无疑又是理论学习的进一步提升。
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