ساخت، بررسی و مشخصه یابی حسگر ماوراءبنفش بر پایه دی اکسید تیتانیوم

در این پژوهش هدف مطالعه ویژگیهای الکترونیکی و اپتوالکترونیکی اتصال ag/tio2 برای ساخت حسگرهای ماوراءبنفش بوده است. مشاهده شد که این اتصال بلافاصله پس از ساخت، سد انرژی صفر در محل پیوند نشان میدهد، ولی ترمیم حرارتی آن در هوا تحت بایاس معکوس و دمای ? 200 سبب تبدیل آن به دیود شاتکی با سد انرژی بزرگ میگردد. در نتیجه این فرآیند ساده، ملاحظه شد که جریان معکوس نمونهها تا 106 مرتبه کاهش مییابد. اجرای ترمیم حرارتی مشابه در خلاء یا گاز آرگون خالص بی تاثیر بود و موجب ایجاد پیوند شاتکی نمیگردید. ویژگیهای الکترونیکی مشاهده شده در این اتصال بر اساس ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی اجزاء بکار رفته در ساختار آن بیان شد. ارتفاع سد در پیوند ag/tio2 در دمای اتاق 1.0 ev با ضریب ایدهآل 2.2 اندازهگیری شد. از دیود ساخته شده به عنوان آشکارساز امواج ماوراءبنفش استفاده شد. تابش نور ماوراءبنفش با طول موج 355 nm و شدت 10µw/mm2 به آشکارساز سبب گردید تا جریان معکوس آن از حالت تاریک 10000 برابر افزایش یابد. حسگرهای ساخته شده عملا نسبت به نور مرئی کور هستند. این ویژگی، نیاز به فیلتر های uv را مرتفع میسازد. عملکرد حسگر بر اساس تولید زوجهای الکترون-حفره در اثر برخورد فوتون نور uv بیان گردید. زمان صعود و بازیابی پاسخ به ترتیب 10 ms و17 ms اندازه گیری شد که از ادوات مشابه کمتر میباشند. مصرف توان حسگر با سطح موثر 1mm2 کمتر از 10 pw است. مقاومت دراز مدت در برابر اشعه uv، هزینه ساخت کم، قابلیت ساخت با سطح وسیع، و مصرف بسیار ناچیز در حالت standby از ویژگیهای مطلوب این آشکارساز نور ماوراءبنفش است.