بررسی اثر هندسه‌ی الکترودها بر پاسخ‌ آشکارساز تابش فرابنفش مبتنی بر نانومیله‌های اکسیدروی

در این پژوهش، آشکارسازهای تابش فرابنفش با پاسخ‌ قابل کنترل بر پایه‌ی لایه نازک متشکل از نانومیله‌های نسبتاً عمود اکسید روی (zno) ساخته شدند. نانومیله‌های عمودی به روش حمام شیمیایی بر روی زیرلایه‌های شیشه دانه‌گذاری شده رشد داده شدند. سپس با استفاده از تکنیک‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف‌سنجی فوتولومینسانس (pl) و پراش انرژی پرتو ایکس (edax) مشخصه‌یابی شدند. اثر تغییر محیط و مساحت الکترودهای شانه‌ای درهم تنیده بر پاسخ‌دهی و جریان تاریک آشکارساز تابش uv بر پایه‌ی نانومیله‌های zno بررسی شد. پاسخ‌دهی آشکارساز با کاهش محیط الکترود و ثابت نگه داشتن مساحت ناحیه فعال روند نزولی نشان داد. با ثابت نگه داشتن محیط الکترود در مقدار بیشینه دیده می‌شود که پاسخ‌ آشکارساز با افزایش گاف بین انگشت‌های الکترودها افزایش می‌یابد به طوری‌که در فاصله گاف µm 160 به مقدار بیشینه‌اش به بزرگی aw^-1 105 با اعمال ولتاژ بایاس v 2 می‌رسد. سازوکار حاکم بر تغییر پاسخ‌دهی با تغییر هندسه‌ی الکترودها بر اساس تغییر مساحت نواحی تهی حاصله از سدهای شاتکی بین طلا و اکسید‌روی و سدهایی که در مرز بین میله‌های zno به سبب جذب و واجذب گونه‌های اکسیژن شکل می‌گیرد، پیشنهاد می‌شود. این پژوهش روشی ساده برای بهینه‌سازی پاسخ‌دهی افزاره‌های آشکارسازی به منظور کاربردهای عملی ارائه می‌دهد.

investigation the effect of electrode geometry on the response of the uv photodetector based on zno nanorods

in this research, ultraviolet (uv) photodetectors based on aligned zno nanorods thin films with controllable responsivity were fabricated. aligned nanorods were grown on seeded glass substrates by the chemical bath method. then, they were characterized using a scanning electron microscope (sem), x-ray diffraction (xrd), photoluminescence (pl), and energy dispersive x-ray analysis (edax). the effect of perimeter and area variation of interdigitated electrodes on the responsivity of uv zno nanorods-based photodetector was investigated. with a decreasing electrode perimeter and maintaining the same area, the responsivity decreases. by keeping the perimeter constant at the maximum value, it is observed that the response of the photodetector is increased with increasing the gap between the fingers of the electrode so that the gap of 160 µm reaches the maximum as high as 105 aw-1 at 2 v bias voltage. the dominant mechanism for change of responsivity with electrode geometry is variation in the area of depletion regions resulting from schottky barriers between zno and au and the formed barriers between zno nanorods due to adsorption and desorption of oxygen species. this research demonstrates a simple way of optimizing photodetector devices’ responsivity for practical applications.