بهبود عملکرد آشکارسازهای نوری نانومیله‌های zno با استفاده از نانوذرات طلا

در این پژوهش تلاش بر این است که عملکرد حسگر نور فرابنفش (uv) بر پایۀ نانو میله‌های اکسیدروی (zno) را از طریق آرایش با نانوذرات طلا (au) بهبود دهیم. نانومیله‌های یک بعدی zno بربستر زیرلایۀ کوارتز به روش انتقال فاز بخار (vpt) رشد داده شدند. سپس، نانوذرات طلا با رسوب لایه نانومتری طلا با ضخامت های 3، 6، 9 و 12 نانومتر به روش کندوپاش همراه با فرایند حرارت دهی بر روی نانومیله‌های اکسید روی ایجاد می‌گردند. ریخت شناسی و ساختار نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف پراش پرتو ایکس مشخصه یابی شدند. نتایج حاصله شکل‌گیری نانومیله‌های zno نسبتاً عمود با فاز بلوری ورتسایت ساختار بلوری هگزاگونال و جهت گیری ارجح در راستای محور c را نشان دادند که با نانوذرات طلا پوشانده شده‌اند. داده‌های به دست آمده از اندازه‌گیری پاسخ نوری فرابنفش نشان می‌دهد‌ که نمونۀ آرایش شده با لایۀ طلا با ضخامت 9 نانومتر، نسبت جریان روشن به تاریک بیشتر (6.5 )، پاسخ‌دهی بالاتر (ma/w 33 ± 568~) و زمان‌های پاسخ و بازگشت سریع تری را فراهم می‌کند. هم‌چنین با حضور نانوذرات طلا پاسخ‌دهی در ناحیۀ مرئی (nm 520 = λ) از ma/w 6±0.5 ma/w به 19±1ma/wافزایش یافت. این رفتار آشکارسازی اصلاح شده از پلاسمون‌های سطحی جایگزیده (lsps) به وجود آمده از نانوذرات طلا و شکل گیری سدهای شاتکی موضعی بین نانوذرات طلا و اکسیدروی نتیجه می‌شود‌.

Improving Performance of ZnO Nanorods Photodetectors with the Use of Au Nanoparticles

In this research, we try to improve the performance of ultraviolet (UV) photodetector based on ZnO nanorods through decoration with Au nanoparticles. Onedimensional ZnO nanorods were grown on the quartz substrates by the vapor phase transport (VPT) method. Then, Au nanoparticles by depositing a thin nanometric Au layer with thicknesses 3, 6, 9, and 12 nm via sputtering technique and a heating process were coated on the ZnO nanorods. The morphology and structure of the samples were characterized by using a Scanning Electron Microscope (SEM) and Xray diffractometer (XRD). The results showed formation of rather aligned ZnO nanorods with wurtzite hexagonal crystalline structure and preferred orientation along the caxis which are coated with Au nanoparticles. The obtained data from measuring ultraviolet photoresponse shows that the decorated sample with 9 nm thick Au film possesses a higher on/off ratio (6.5), responsivity (568 ± 33 mA/W), and faster rise and decay times. In addition, with presence of Au nanoparticles, responsivity in the visible region (λ= 520 nm) increased from 6 ±0.5 mA/W to 19±1 mA/W. This improved detecting behavior results from Localized Surface Plasmons (LSPs) of the Au nanoparticles and the formation of localized Schottky barriers between Au nanoparticles and ZnO.