非晶态碲化汞薄膜的光电特性研究

利用射频磁控溅射方法在宝石衬底上制备了非晶态碲化汞(HgTe)薄膜材料,以He-Ne激光器(hv=1.96eV,λ=632.8nm)作为激励光源,在80～300K温度范围内,研究了非晶态HgTe薄膜的暗电导σd、稳态光电导σp以及光敏性σp/σd的特性,分析了载流子的导电和复合机制.实验发现,在80～300 K温度范围内,非晶态HgTe薄膜的暗电导和稳定态光电导均具有热激活特性.暗电导存在2个温区:在低温区(80K≤T≤180K),激活能约15meV;在高温区(180K≤T≤300K),激活能约400meV.穗定态光电导则存在明显的3个温区:(1)当80K≤T≤180K时,光电导具有弱的热激活特性(激活能约20meV);(2)当180K≤T≤280K时,光电导具有强烈的热激活特性(激活能约120meV);(3)当T＞280K时,光电导出现"热淬灭"效应.在温度约280K时,光电导具有最大值,而光敏性则在约180 K时具有最大值.非晶态HgTe薄膜中存在两种导电机制:定域态电导和扩展态电导,180 K两种导电机制的温度分界点.研究结果表明,非晶态HgTe薄膜很适合制备高工作温度(约180K)红外探测器.