电化学沉积制备Bi_(2)Se_(3)薄膜及其光电性能研究

作为量子物质的奇异态,拓扑绝缘体在新一代电子和光电子器件领域得到了广泛应用。因其金属表面态共存和较窄的带隙(0.3 eV),导致Bi_(2)Se_(3)具有超快电荷传输能力和红外光吸收能力,使其成为新体制光电器件的研究热点。采用恒电位沉积法在酸性电解质溶液中ITO基底上进行电化学沉积Bi_(2)Se_(3)薄膜,通过控制变量法确定Bi_(2)Se_(3)薄膜的生长条件是溶液pH值为0.2~0.8、沉积电位-0.15 V vs.Ag/AgCl和沉积时间1 h;同时,采用场发射透射电子显微镜、X射线衍射仪等表征技术对Bi_(2)Se_(3)薄膜的结构与形貌进行了研究。最后,研究了基于Bi_(2)Se_(3)薄膜光电探测器的性能,并考察了退火工艺对其光响应特性影响规律,测试结果表明退火后Bi_(2)Se_(3)薄膜在近红外波段具有良好的光电性能,响应度和比探测率分别约为6.3×10^(-5)A/W和2.9×10^(6)cm·Hz 0.5/W。