1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Микроэлектроника
  4. T. 52, № 4, 2023

Микроэлектроника, 2023, T. 52, № 4, стр. 322-328

Исследование сенсорных свойств упорядоченных массивов наностержней ZnO для детектирования УФ-излучения

М. В. Евстафьева a, *, М. А. Князев a, В. И. Корепанов a, А. Н. Редькин a, Д. В. Рощупкин a, Е. Е. Якимов a

a Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов Российской академии наук
142432 Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, 6, Россия

* E-mail: ryzhova@iptm.ru

Поступила в редакцию 04.04.2023
После доработки 20.04.2023
Принята к публикации 22.04.2023

Аннотация

Оксид цинка – один из наиболее перспективных материалов, применяемых для создания приборов ультрафиолетового (УФ) диапазона. В настоящей статье исследованы сенсорные свойства упорядоченных массивов наностержней ZnO, выращенных методом химического осаждения из газовой фазы. Дана оценка их возможного применения в качестве индикатора УФ-излучения для контроля дозы УФ-излучения, как от естественных, так и от искусственных источников света. Данные рентгеновской дифракции, спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) и катодолюминесценции (КЛ) демонстрируют высокое качество наностержней. На основе массива наностержней ZnO был изготовлен прототип датчика, основанный на изменении проводимости ZnO под действием УФ-излучения. Сопоставление отклика такого датчика с показаниями УФ-радиометра показало высокую корреляцию.

Ключевые слова: массивы наностержней ZnO, широкозонный полупроводник, сенсорные свойства, УФ детекторы, фоточувствительность

Список литературы

  1. Altmeyer P., Hoffmann K., Stücker M., Freitag M. Skin Cancer and UV Radiation. Springer; 1997.

  2. Özgür Ü., Alivov Y.I., Liu C., Teke A., Reshchikov M.A., Doğan S. et al. A comprehensive review of ZnO materials and devices // J. Applied Physics. 2005. P. 041301. https://doi.org/10.1063/1.1992666

  3. Yi F., Liao Q., Yan X., Bai Z., Wang Z., Chen X. et al. Simple fabrication of a ZnO nanorod array UV detector with a high performance // Physica E Low Dimens Syst Nanostruct. 2014. V. 61. P. 180–184.

  4. Rodwihok C., Choopun S., Ruankham P., Gardchareon A., Phadungdhitidhada S., Wongratanaphisan D. UV sensing properties of ZnO nanowires/nanorods // Applied Surface Science. 2019. P. 159–165. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.11.056

  5. Sang L., Liao M., Sumiya M. A comprehensive review of semiconductor ultraviolet photodetectors: from thin film to one-dimensional nanostructures // Sensors. 2013. V. 13. P. 10482–10518.

  6. Wei A., Pan L., Huang W. Recent progress in the ZnO nanostructure-based sensors // Materials Science and Engineering: B. 2011. P. 1409–1421. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2011.09.005

  7. Kushwaha A., Aslam M. Defect induced high photocurrent in solution grown vertically aligned ZnO nanowire array films // J. Applied Physics. 2012. P. 054316. https://doi.org/10.1063/1.4749808

  8. Reddy N.K., Ahsanulhaq Q., Kim J.H., Devika M., Hahn Y.B. Selection of non-alloyed ohmic contacts for ZnO nanostructure based devices // Nanotechnology. 2007. V. 18. P. 445710.

  9. Serrano J., Manjón F.J., Romero A.H., Widulle F., Lauck R., Cardona M. Dispersive phonon linewidths: the E2 phonons of ZnO // Phys Rev Lett. 2003. V. 90. P. 055510.

  10. McCluskey M.D. Defects in ZnO. Defects in Advanced Electronic Materials and Novel Low Dimensional Structures. 2018. P. 1–25. https://doi.org/10.1016/b978-0-08-102053-1.00001-6

  11. Shasti M., Dariani R.S. Study of growth time and post annealing effect on the performance of ZnO nanorods ultraviolet photodetector // J. Applied Physics. 2017. P. 064503. https://doi.org/10.1063/1.4975674

  12. Redkin A.N., Yakimov E.E., Evstafieva M.V., Yakimov E.B. Grown and characterization of ZnO aligned nanorod arrays for sensor applications // Energies. 2021. V. 14. P. 3750.

  13. Hullavarad S., Hullavarad N., Look D., Claflin B. Persistent Photoconductivity Studies in Nanostructured ZnO UV Sensors. Nanoscale Research Letters. 2009. https://doi.org/10.1007/s11671-009-9414-7

  14. Al-Asadi A.S., Henley L.A., Ghosh S., Quetz A., Dubenko I., Pradhan N. et al. Fabrication and characterization of ultraviolet photosensors from ZnO nanowires prepared using chemical bath deposition method // J. App-l. Phys. 2016. V. 119. P. 084306.

  15. Barbagiovanni E.G., Strano V., Franzò G., Crupi I., Mirabella S. Photoluminescence transient study of surface defects in ZnO nanorods grown by chemical bath deposition // Applied Physics Letters. 2015. P. 093108. https://doi.org/10.1063/1.4914067

  16. Li Y., Della Valle F., Simonnet M., Yamada I., Delaunay J.-J. Competitive surface effects of oxygen and water on UV photoresponse of ZnO nanowires // Appl. Phys. Lett. 2009. V. 94. P. 023110.

  17. Li Y., Della Valle F., Simonnet M., Yamada I., Delaunay J.-J. High-performance UV detector made of ultra-long ZnO bridging nanowires // Nanotechnology. 2009. V. 20. P. 045501.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Микроэлектроника

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал