摘要：二十一世纪以来，很多低维半导体材料的发展备受瞩目，其中包括纳米线和一维材料以及二维材料等等。和体材料相比，低维材料具有一系列非同寻常的物化性质，比如低维材料的能带是可以调节，它也具有着量子限域效应，并且低维材料有着丰富的表面态等，因为低维材料具有这些非同寻常的性质，使得其为实现高灵敏度、高速、宽波段以及偏振成像提供了一种全新的思路。

从理论上介绍了InP材料和CdS材料的基本特性、非对称InP纳米线同质结场效应晶体管以及具有核壳结构的CdS纳米线场效应晶体管的器件特性。我们通过Sentaurus-TCAD软件完成了从器件构造、选择物理模型到特性仿真的过程并对仿真的结果加以分析。通过器件仿真发现，非对称InP纳米线同质结场效应晶体管的响应速度很快，稳定性也很好，并且对光有很高的敏感性；另外一种是具有核壳结构的CdS纳米线场效应晶体管，发现了该器件的最佳工作区域，并且该器件对不同偏振角的光子具有不同的吸收特性。

关键词：光电探测器；一维材料；二维材料

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 选题研究的背景与意义-

1.2 半导体材料的简介-

1.2.1 半导体材料的发展-

1.2.2 半导体材料的重要性质-

1.3 低维半导体材料的简介-

1.3.1 低维材料的发展-

1.3.2 低维材料的性质-

1.4 研究内容安排-

第二章 InP纳米线材料-7

2.1 InP纳米线材料的简介-

2.1.1 InP材料的发展-

2.1.2 InP材料的性质-

2.2 InP材料的合成-

2.3 Photogating效应-

2.4 InP场效应晶体管-

第三章 CdS纳米线光电探测器-13

3.1 CdS纳米材料的简介-

3.2 CdS纳米材料的制备-

3.3 CdS纳米线场效应晶体管的制作-

第四章 Sentaurus TCAD工具概述-17

4.1 Sentaurus TCAD的介绍-

4.2 物理模型-

4.2.1 能带模型-

4.2.2 光生模型-

4.2.3 迁移率模型-

第五章 InP光电探测器的性能模拟-20

5.1 InP器件转移特性研究-

5.2 InP器件光响应研究-

5.2.1 InP器件的全光谱响应图-

5.2.2 InP器件光响应稳定性和光响应速度-

5.2.3 InP器件的光子数响应测试-

第六章 CdS光电探测器的性能模拟-23

6.1 CdS器件的最佳响应区域-

6.2 CdS器件的偏振光子选择性-

6.3 CdS器件在暗场情况下的电学性能-

第七章 总结与与展望-26

参考文献-27

致  谢-29