30136

بهينه‌سازي آشكارساز نوري مبتني بر نانو ساختارهاي اكسيدروي بوسيله شبيه‌سازي كامپيوتري

كارشناسي ارشد

فوتونيك

1397

1400/8/30

آقاي دكتر بيژن غفاري

آقاي دكتر شهاب نوروزيان علم

فيزيك

آشكارسازهاي فرابنفش بدليل كاربردهاي مختلفي كه دارند موردتوجه محققين و دانشمندان قرارگرفته‌اند. همچنين نيمه‌هادي‌هاي با باندگپ بزرگ بدليل مشخصات كاربردي چون نفوذ پذيري الكتريكي كم، پايداري حرارتي، الكتريكي و شيميايي گزينه مناسبي براي آشكارسازهاي فرابنفش هستند. ازطرفي نانوساختارهاي يك بعدي به دليل نسبت بالاي سطح به حجم، يك ساختار كارآمد براي بهبود كارايي دستگاه هاي الكتريكي هستند. همچنين به منظور بهبود عملكرد آشكارسازهاي فرابنفش روش هاي متفاوتي به كارگرفته مي شود كه يكي از اين روش ها استفاده از لايه ضدبازتاب است. در اين پژوهش با استفاده از نرم افزار لومريكال، آشكارساز فرابنفش بر پايه نانوساختار اكسيدروي شبيه سازي شده است و تاثير نانوميله هاي اكسيد روي بر روي ميزان جذب مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين براي بهبود عملكرد آشكارساز، از لايه ضدبازتاب تيتانيوم دي اكسيد استفاده شده و به تاثير آن بر ميزان جذب، عبور و بازتاب آشكارساز پرداخته شده است. نتايج اين تحقيق حاكي از افزايش ميزان جذب حدود 79 درصدي در نمونه ي شامل نانوميله هاي ZnO نسبت به نمونه لايه نازك ZnO است. با افزودن لايه ضد بازتاب TiO2 در فصل مشترك لايه ZnO و زيرلايهSiO2 ، ميزان جذب حدود 86 درصد نسبت به نمونه نانوميله ZnO افزايش پيدا كرده است كه مي تواند در بهبود عملكرد آشكارساز تأثير بگذارد.

1402/08/20

Optimization of photodetectors based on Zinc Oxcide nano structures by computer simulation

11/21/2022 12:00:00 AM

Ultraviolet photodetectors (PDs) are being popular because of their interesting applications. Also, wide band-gap semiconductor materials are good options for ultraviolet detectors due to their useful characteristics such as low permittivity, and thermal, chemical and electronic stability. One-dimensional nanostructures are also interesting for electronic devices and applications due to their high surface-to-volume ratio. In order to improve the performance of ultraviolet detectors, different methods have been applied, such as using anti-reflective layers. In this research, using Lumerical software, an ultraviolet photodetector based on Zinc Oxcide nanostructure has been simulated. The effect of zinc oxide nanowires on the absorption of the device was studied. Also, to improve the performance of the photodetector, the anti-reflective layer of titanium dioxide was applied and its effects on the absorption, transmission and reflection of the detector were studied. The results of this study indicated an increase of about 79% in the absorption rate for of PDs based on ZnO nanowires compared to the ZnO thin film. Additionally, with the addition of TiO2 anti-reflective layer, the absorption rate increased by about 86% compared to ZnO nanowires. These results can be an innitial work for improvement of the performance of the PDs.

آشكارساز فرابنفش , تيتانيوم دي‌اكسيد , اكسيدروي

Ultraviolet Photodetector , Titanium Dioxide , Zinc Oxcide

Maryam Karamooz Davarani

Dr. Bijan Ghafary