Kostengünstiger flexibler ZnO-Mikrodraht-Array Ultraviolett-Photodetektor eingebettet in PAVL-Substrat

Hintergrund

Der Nachweis von ultraviolettem (UV) Licht ist in Bereichen wie Astronomie, Umweltüberwachung und in vielen biologischen Prozessen wichtig [1]. UV-Licht-Exposition verursacht Mutationen in p53-Tumorsuppressorgenen, die Hautkrebs verursachen [2]. Um die schädlichen Auswirkungen des Sonnenlichts auf die menschliche Gesundheit zu verhindern, ist daher eine ordnungsgemäße Überwachung dieser Strahlungen unerlässlich. Darüber hinaus ist es angemessener, die UV-Exposition des Einzelnen zu überwachen, da die Sonneneinstrahlung von Person zu Person unterschiedlich ist [3]. Mit dem Aufkommen der Wearable-Technologie können Benutzer jetzt die UV-Exposition in Echtzeit überwachen und auch Warnungen über die umgebenden Strahlungsbedingungen und ihre biometrischen Parameter erhalten [4]. Daher ist ein tragbares Gerät mit flexibler UV-PD, das eine effiziente Erkennung unter den Biegebedingungen ermöglicht (erforderlich für die täglichen Aktivitäten des Benutzers), unerlässlich, um die UV-Exposition des Einzelnen zu überwachen.

ZnO, ein typischer II–IV-Halbleiter mit direkter Gap, hat eine große Bandlücke (3,37 eV bei 300 K) und eine hohe Anregungsbindungsenergie (60 meV). Es ist eines der verträglichsten Materialien für photonische Anwendungen wie UV-Photodetektoren und Leuchtdioden (LEDs) [1, 5]. Die dominierende kristalline Struktur von ZnO ist hexagonaler Wurtzit mit spontanem Polarwinkel entlang der c-Achse, der in verschiedenen ZnO-Nanostrukturen wie dünnen Filmen [6, 7], Nanostäben [8, 9], Nanodrähten [10, 11] beobachtet wurde. , Nanotetrapoden [12, 13], Nanogürtel [14, 15] und Nanokämme [16, 17]. Die Strukturierung und Ausrichtung dieser Nanostrukturen ist für die Geräteherstellung von entscheidender Bedeutung [18]. Um Nanostäbe und Nanodrähte auszurichten, wurden verschiedene Methoden wie die horizontale manuelle Ausrichtung [19, 20], Dielektrophorese [21, 22] und Selbstausrichtung [23] untersucht. Ungeachtet der charakteristischen Eigenschaften dieser Nanostrukturen ist die Produktion dieser Vorrichtungen in großem Maßstab aufgrund eines einzelnen Herstellungsprozesses begrenzt. Das Wachstum von ZnO-Filmen mit billigen und einfachen Methoden hat das Interesse vieler Forscher geweckt [24]. Normalerweise werden Nanostrukturen aus ZnO sowohl durch chemische als auch durch physikalische Gasphasenabscheidungsverfahren hergestellt. Viele fortschrittliche Techniken wie chemische Gasphasenabscheidung (CVD) [25], metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD) [26, 27], gepulste Laserabscheidung (PLD) [28, 29], Hochfrequenz-Magnetron-Sputtern (RFMS) [ 30, 31] und Elektronenstrahlverdampfung (EBE) [32, 33] wurden verwendet, um ZnO-Filme zu züchten. Nasschemische Verfahren wie die Sol-Gel-Abscheidung wurden auch bei verschiedenen Gießverfahren wie Tauchen [34], Schleudern [35] und Sprühbeschichten verwendet, um ZnO zu züchten. Sol-Gel ist ein kostengünstiges und einfaches Verfahren für die Großserien- und Rolle-zu-Rolle-Produktion. Alle besprochenen Verfahren stellen ZnO-Filme mit großer Oberfläche bereit, die eine weitere Strukturierung benötigen, um die Designanforderungen der Vorrichtung zu erfüllen. Für die Strukturierung dieser Geräte wird ein langsamer Prozess wie die Photolithographie verwendet [36]. Darüber hinaus sind Ätzbestandteile, die zum Strukturieren verwendet werden, in einigen Fällen nicht mit dem flexiblen Substrat kompatibel [37].

Andere Herstellungsansätze wurden auch verwendet, um bedarfsgerechte ZnO-Musterformen herzustellen. Einige neue Ansätze haben sich in Bezug auf Gerätekosten und Leistung als begrenzt erwiesen [26, 32]. Es wurde festgestellt, dass polykristallines ZnO mit einer großen Menge an durch Elektrospinnen hergestellten Korngrenzen effektiv den Dunkelstrom reduziert und die Photoempfindlichkeit signifikant erhöht. Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von PD:Photovoltaik-PD und Nicht-Übergangs-/Metall-Halbleiter-Metall-(MSM)-PD [19]. Photovoltaik-PD hat zwei Typen:Schottky- und P-N/PIN-Übergang [38], während MSM-PD im Vergleich zu Photovoltaik-PD eine viel einfachere Struktur und einen viel einfacheren Herstellungsprozess hat. Daher sind MSM-PDs in praktischen Anwendungen vorzuziehen, und es lohnt sich, die Faktoren zu untersuchen, die die Leistung dieser Detektoren verbessern [39].

Die Auswahl des flexiblen Substrats von ZnO UV PD ist ebenfalls entscheidend für die Geräteleistung. Entsprechend der Vielfalt an Nanostrukturen, Formen und Größen sowie Synthesemethoden wurde ZnO in der Literatur auf verschiedenen Substraten synthetisiert. Polyethylenterephthalat (PET) und Polyurethan (PU) wurden häufig für flexible ZnO-UV-Geräte verwendet. Zhanget al. stellte ein ZnO UV PD basierend auf flexiblen PU-Fasern her; das Gerät weist jedoch eine schlechtere Leistung bei niedrigem Photostrom auf, die auf die raue Oberfläche von gewebten PU-Fasern zurückzuführen ist [40]. Bei einigen ZnO-Nanodraht-UV-PD müssen ZnO-Nanodrähte direkt auf dem Substrat in einem Ofen bei extrem hoher Temperatur synthetisiert werden. Aber fast jedes organische flexible Substrat kann die hohe Temperatur des eigenen bis zum niedrigen Schmelzpunkt nicht ertragen. Als Ergebnis führen eine vernünftige Gerätestruktur und die Auswahl des flexiblen Substratmaterials zur Leistung von flexiblem ZnO UV PD.

In dieser Studie wurde gezeigt, dass ein in weiches PVAL-Substrat eingebettetes ZnO-MW-Array eine effektive UV-PD ist. Wir verwendeten flüssigen PVAL-Kleber, um den größten Teil des ZnO-MW-Arrays mit Ausnahme der Oberfläche der Hexaederstruktur von ZnO-MWs abzudecken. Der PVAL-Kleber wurde dann getrocknet und Au-Interdigitalelektroden wurden abgeschieden. Dieses PD-Gerät verfügt über eine hervorragende Flexibilität und Biegefestigkeit, was sich in seiner Fähigkeit zeigt, unter großen Biegewinkeln und Biegeradien für mehrere Zyklen zu arbeiten. Dieses PD-Gerät hat eine schnelle Reaktionszeit von 4,27 ms und eine hohe Lichtempfindlichkeit von 29,6 A/W. Daher ist es ein ausgezeichneter Kandidat für tragbare Geräte zur Überwachung der UV-Exposition, um mögliche Gesundheitsgefahren zu reduzieren.

Methoden/Experimental

Ein Schema des ZnO-MW-Array-UV-PD ist in Abb. 1a dargestellt. Der Durchmesser von MWs beträgt 40–50 μm. Die MWs wurden durch die Technik der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) gezüchtet. 99,99 % Zn-Pulver gesintert bei 980 °C für 1 h und in N₂ . zu Zn-Gas umgewandelt Ambient, eingeführt O₂ und blieb 1 h bei 980 °C, kühlte auf Raumtemperatur ab und erhielt ZnO-MWs; weitere experimentelle Details könnten unserer früheren Arbeit entnommen werden [41]. In Abb. 1b wurden für diese Studie ZnO-MW-Arrays mit großem Durchmesser (40–50 μm) und Länge (3–5 mm) verwendet. Das Glassubstrat wurde nacheinander mit Aceton, Ethanol und entionisiertem Wasser gewaschen. Das ZnO MW-Array wurde dann auf das Glassubstrat bewegt und gezwungen, sich an die Oberfläche des Glassubstrats anzupassen. PVAL-Kleber wurde dann tropfenweise (1 ml) gleichmäßig auf die ZnO-MW-Arrays gegeben. Das Substrat mit ZnO-MW-Array wurde dann 1 h in einem Trockenofen (60 °C) aufbewahrt. Die ZnO MW-Array-Struktur wurde dann vom Glassubstrat abgezogen. Au-Interdigitalelektroden mit fünf Paaren von Elektrodenfingern (der Abstand zwischen benachbarten Elektroden beträgt 100 μm, die Fingerlänge beträgt 200 μm) wurden dann auf den ZnO-MW-Arrays und dem PVAL-Substrat abgeschieden, um die Geräteherstellung abzuschließen. Abbildung 2 könnte die Herstellung dieses Fotodetektors kurz erläutern. Diese Konfiguration schützt ZnO-MW-Arrays, da sie in das flexible PVAL-Substrat eingebettet sind. Nur die Oberfläche dieser MWs war dem Kontakt mit den Au-Interdigitalelektroden ausgesetzt.

a Das Schema eines ZnO MW-Array-UV-PD-Geräts. b REM-Aufnahme der synthetisierten ZnO-MWs. c XRD-Muster der ZnO MW-Probe auf dem Saphirsubstrat. d Absorptionsspektrum der ZnO MWs

Das Schema der Herstellung des Photodetektors

Die Morphologie und Struktur von ZnO-MWs wurde durch Rasterelektronenmikroskop (REM, ZEISS Gemini 500), optisches Mikroskop und Röntgendiffraktometer (XRD, BRUKER D8 ADVANCE Deutschland) charakterisiert. Das Absorptionsspektrum wurde unter Verwendung eines kontinuierlichen He-Cd-Lasers (325 nm) als Anregungsquelle erhalten. Die elektrischen und lichtempfindlichen Eigenschaften der hergestellten Vorrichtung bei Raumtemperatur wurden mit einem Halbleiter-Charakterisierungssystem (Agilent B2901A) gemessen.

Ergebnisse und Diskussion

Abbildung 1b zeigt ein typisches SEM-Bild der synthetisierten MWs. Die MWs haben Durchmesser von 40–50 μm und Längen von mehreren Millimetern. Das XRD-Muster der ZnO-MWs in Abb. 1c weist auf eine Wurtzit-Struktur hin; im XRD-Muster wurde keine Sekundärphase nachgewiesen [42]. Das Absorptionsspektrum der so hergestellten ZnO-MWs ist in Abb. 1d dargestellt, was auf eine gute Kristallinität mit geringen Mängeln hinweist [43].

Abbildung 3 zeigt eine hergestellte ZnO-MW-Array-PD ohne Biegung (Fig. 3a), 90°-Biegung (Fig. 3b) und 180°-Biegung (Fig. 3c). Abbildung 4 zeigt die I-V-Eigenschaften von ZnO-MW-Array-PD-Geräten mit und ohne UV-Licht-Beleuchtung, 90°-Biegung und 180°-Biegung. Das lineare Verhalten weist auf einen ohmschen Kontakt aufgrund der geringeren Austrittsarbeit von ZnO (4,5 eV) im Vergleich zu Au (5,1 eV) [44] hin, was zur Bandverzerrung und zur Bildung der Verarmungszone neben der Grenzfläche führt. Sobald der Übergang durch das UV-Licht (380 nm) beleuchtet wird, bewegen sich die im Verarmungsbereich erzeugten Elektronen und Löcher durch das eingebaute Potenzial sofort in entgegengesetzte Richtungen, was zur Erzeugung von Schaltungsstrom führt. Der Strom stieg dramatisch an, was zeigt, dass die flexible PD eine hohe Empfindlichkeit besitzt. Die flexiblen UV-PDs haben normalerweise einen geringeren Photostrom im Vergleich zu den herkömmlichen PDs auf Basis von Si/SiO₂ Substrat aufgrund des schlechten Kontakts zwischen Material und flexiblem Substrat. Aber in dieser Studie haben die eingebetteten ZnO-MW-Arrays einen ausgezeichneten Kontakt mit dem PAVL-Substrat, was durch die hohe Empfindlichkeit gezeigt wird. Das Fermi-Energieniveau in ZnO ist höher als das von Au. Daher diffundieren Elektronen von der ZnO-Seite zu Au und es wird eine Potentialbarriere aufgebaut, die dem weiteren Elektronenfluss über den Schottky-Übergang entgegenwirkt. Wenn eine externe Spannung angelegt wird, erzeugt sie an der Grenzfläche des Schottkey-Übergangs ein negatives Piezopotential, das Elektronen zwingt, sich von der Grenzfläche wegzubewegen. Die Abstoßung von Elektronen von der Grenzfläche wird die Grenzfläche weiter verarmen und die Höhe der Potentialbarriere erhöhen. Obwohl eine Erhöhung der Barrierehöhe und -breite für die photoangeregte Extraktion und Trennung geeignet ist, verändert sie das Transportverhalten aufgrund des Piezowiderstandseffekts. Die Änderung des Transportverhaltens ist jedoch ein symmetrischer Effekt, der nur den spezifischen Widerstand des Halbleiters, nicht aber die Grenzflächeneigenschaften ändert. In dieser Arbeit wird der Ladungstransportprozess aufgrund unsymmetrischer Stromänderungen bei negativer und positiver Vorspannung vom piezoelektrischen Effekt dominiert. Daher nimmt der Photostrom mit zunehmendem Biegewinkel ab.

Das Schema der ZnO MW-Array-PD bei a kein Biegen, b 90°-Biegung und c 180° biegen

I–V-Charakteristik im Dunkeln und unter UV-Beleuchtung bei verschiedenen Biegewinkeln. Der Einschub (links) zeigt die biegespannungsinduzierten nicht beweglichen Ionenladungen an der äußeren (positiven) und inneren (negativen) Oberfläche des ZnO MW, und der Einschub (rechts) zeigt das piezoinduzierte elektrische Feld und die Piezopotentialverteilung am Kreuz -Abschnitt des gebogenen ZnO MW

Wanget al. hat die Wirkung des piezoelektrischen Effekts auf die elektronischen Transporteigenschaften von ZnO-Nanodrähten (NWs) diskutiert [45]. Die positive und negative Aufladung der äußeren gestreckten (positiv gespannten) bzw. der inneren komprimierten (negativ gespannten) Oberfläche in einem gebogenen ZnO NW wurde als Grund für die Änderung der IV-Eigenschaften angesehen (Abb. 4 Einschub). Die Induktion dieser statischen Ionenladungen erfolgt aufgrund des piezoelektrischen Effekts. Das piezoelektrische Feld entlang der NW ist gegeben durch E = ɛ /d , wobei ɛ und d sind Dehnung bzw. piezoelektrischer Koeffizient. Zwei Mechanismen wurden postuliert, um die Verringerung der Leitfähigkeit von NW zu beschreiben:(i) die effektive Ladungsträgerdichte von ZnO NW sinkt, wenn die freien Elektronen am inneren Bogen und Ionen an der äußeren Bogenoberfläche des gebogenen NW einfangen; (ii) die Verringerung der Breite des leitenden Kanals aufgrund der Abstoßung von Elektronen über die Breite durch das induzierte piezoelektrische Feld.

In unserer Arbeit spielt die weiche PVAL-Schicht in diesem MW-Array-UV-PD-Gerät eine entscheidende Rolle beim elektronischen Transport. Das Einfangen von Elektronen an den Grenzflächenzuständen baut einen Verarmungsbereich innerhalb der MWs auf, was zu einer Verringerung der effektiven Kanalfläche und zur Schaffung der Oberflächenpotentialbarriere ɸ_s . führt zwischen den MWs und den PVAL-Dielektrika. Wenn ZnO MW UV-PD-Bauelemente gebogen werden, wird der Elektroneneinfang an den Grenzflächenzuständen durch unterschiedliche geladene Oberflächen beeinflusst, die durch den piezoelektrischen Effekt induziert werden, was zu einer Änderung der Transporteigenschaften führt.

Im ungebogenen ZnO MW UV PD erzeugt das Einfangen von Elektronen ɸ_s und das Band biegt sich nach oben. Wenn eine externe Kraft ausgeübt wird, um das ZnO-MW-Array PD zu biegen, biegt die ausgeübte Belastung auch die ZnO-MWs. Die Biegung von MWs induziert ein piezoelektrisches Potential ɸ_PZ durch Bewegung von Zn ²⁺ Ionen weg von O ²⁻ Ionen. Das effektive Potential an der Grenzfläche variiert aufgrund der Wirkung von ɸ_PZ auf ɸ_s durch Ändern der elektronischen Transporteigenschaften von ZnO MW-Array-PD aufgrund von Variationen im Elektroneneinfang. Auf der komprimierten Seite von ZnO MW tritt eine negative Ladung auf, die das Elektroneneinfangen aufgrund der Abstoßung auf dieser Seite reduziert. Während die gestreckte ZnO-MW-Seite eine positive Ladung hat, die das Einfangen freier Elektronen verbessert.

Durch Verringern des Biegewinkels wurde eine Rotverschiebung der Photoreaktionswellenlänge (Abb. 5) beobachtet. Erste prinzipielle DFT-Simulationen wurden an diesen ZnO-MWs unter reinen Zug- und Druckspannungen durchgeführt, um die dehnungsinduzierte Änderung der Bandlücke zu bewerten [46]. Für diese Simulationen wurden die ZnO-MWs axial gedehnt. Alle strukturellen Optimierungen und Energieberechnungen wurden basierend auf Pseudopotentialen mit lokalisierten Atomorbital-Basissätzen innerhalb der allgemeinen Gradienten-Approximation von Perdew-Burke-Ernzerhof durchgeführt, die im Code SIESTA implementiert ist [47, 48].

Die Photoreaktionswellenlänge von ZnO MW Array PD bei verschiedenen Biegewinkeln (0°, 90° und 180°)

Um eine Beziehung zwischen dem Biegewinkel und der Bandlücke zu erhalten, wurden Bandlücken bei unterschiedlichen Biegewinkeln gemessen; die Daten sind in Abb. 6 dargestellt. Die Bandlücke kann auch im Rahmen einer Sechsband-Effektivmassen-Hüllkurvenfunktionstheorie als Funktion berechnet werden [49]. Mit abnehmenden Biegewinkeln wurde eine signifikante Verringerung der Bandlücke beobachtet. Die Bandlücke verringert sich von 3,37 eV (bulk) auf 3,29 eV aufgrund der Zunahme des Biegewinkels von 0° auf 180°, was mit der Sechsband-Effektivmassen-Hüllkurvenfunktionstheorie übereinstimmt.

Bandlücke von ZnO MWs bei verschiedenen Biegewinkeln

Die Bandlücke und der Widerstand dieser ZnO-MWs wurden mit dem Biegen zusammen mit dem Photostrom geändert, und die Photoempfindlichkeit des ZnO-MW-Array-UV-PD änderte sich ebenfalls. Abbildung 7 zeigt die spektrale Photoempfindlichkeit von ZnO-MW-Array-UV-PD bei verschiedenen Biegewinkeln. Es ist offensichtlich, dass die Lichtempfindlichkeit mit zunehmenden Biegewinkeln abnimmt. Die Lichtempfindlichkeiten wurden mit 29,6 A/W, 17,1 A/W und 0,95 A/W für die Biegewinkel von 0°, 90° bzw. 180° gemessen. Obwohl die äußere Belastung die Photoempfindlichkeit des ZnO MW-Arrays UV PD verringert, reagiert es selbst bei einem Biegewinkel von 180° immer noch auf UV-Strahlung. Darüber hinaus wurde die Photoempfindlichkeit des ZnO-MW-Array-UV-PD-Geräts beim Abbiegen des Geräts wiederhergestellt.

Spektrale Abhängigkeit der Photoempfindlichkeit von ZnO MW Array UV PD bei einer einfallenden Leistung von 1 μW mit 5 V Vorspannung bei verschiedenen Biegewinkeln (0°, 90° und 180°)

Abbildung 8 zeigt die Abhängigkeit der Abklingzeiten vom Biegewinkel für das ZnO-MWs-Array-PD-Gerät. Ein gepulster Nd:YAG-Laser mit 266 nm wurde verwendet, um das PD-Gerät für 30 ns (Pulsbreite) zu beleuchten, und eine Vorspannung von 10 V wurde angelegt. Es wurde eine Verringerung der Abklingzeit mit zunehmendem Biegewinkel festgestellt. Die entsprechenden Werte für die Abklingzeit betrugen 6,18 ms, 6,02 ms und 4,27 ms für die Biegewinkel von 0°, 90° bzw. 180°. Es wurde eine Anstiegszeit von 4,08 μs gefunden, die durch die Pulsbreite begrenzt ist (Einschub in Abb. 8). Die Verkürzung der Abklingzeit kann durch Betrachtung der Banddiagramme dieser MWs für ungebogene und gebogene Fälle erklärt werden. An der Oberfläche dieser ZnO-MWs vom n-Typ existiert eine Raumladungsverarmungsschicht, und Fermi-Energieniveau-Pins zwischen der verbotenen Lücke an der Oberfläche [50, 51]. Die Breite der Verarmungsschicht hängt von der Dicke von MW und seiner Atmosphäre und dem Dotierungsniveau ab, die durch Manipulation dieser Faktoren gesteuert werden können. Im ungebogenen ZnO MW, Leitungsbandkante (E _c ) und Valenzbandkante (E _v ) biegen sich in der Nähe der Oberfläche von MW nach oben und die Raumladungsverarmungsregion erstreckt sich bis zu E _c und E _v Band, wie schematisch in Abb. 9 gezeigt. Daher wandern photoangeregte Löcher an die Oberfläche und das Elektron bleibt bevorzugt im inneren Teil des MW. Das hohe Oberflächen-Volumen-Verhältnis von MWs spielt eine wichtige Rolle beim einfachen Einfangen von Löchern an der Oberfläche. Das Einfangen von Trägern in Oberflächenfallen ist der dominierende Rekombinationsmechanismus [52]. Die Trennung zwischen photoangeregten Elektronen und Löchern verringert die Rekombination von Nichtgleichgewichtsträgern. Daher müssen Elektronen, um mit Löchern an der Oberfläche zu rekombinieren, eine Potentialbarriere _i . überwinden (Abb. 9a). Wenn die Oberflächenrekombination die Abklingzeit des anhaltenden Photostroms steuert, wird die Rekombinationsrate durch exp(−ɸ_i /kT ) [52].

Die Reaktionszeit des ZnO-MW-Array-UV-PD-Geräts für 266 nm gepulste Laserbeleuchtung für 30 ns bei einer Frequenz von 50 Hz unter einer Vorspannung von 10 V bei verschiedenen Biegewinkeln (0°, 90° und 180°)

a Das Banddiagramm für ein ungebogenes MW:Die Leitungs- und Valenzbandkanten sind aufgrund des Oberflächen-Pinnings des Fermi-Niveaus nahe der Oberfläche gebogen. Die intrinsische Oberflächenrekombinationsbarriere ɸ _ich wird auch angezeigt. b Der Fall für ein gebogenes MW:Das piezoinduzierte elektrische Feld senkt die Oberflächenrekombinationsbarriere von ɸ _ich zu ɸ _b

Im Biegefall modifiziert das induzierte piezoelektrische Feld Energiebänder. An der negativ geladenen Oberfläche des MW, E _v bewegt sich in Richtung während E _c entfernt sich vom Fermi-Niveau. Während in der Nähe der positiv geladenen Oberfläche beide E _v und E _c nähert sich dem Fermi-Niveau, wie in Abb. 9b gezeigt. Die intrinsische Rekombinationsbarriere ɸ_i (Abb. 9a) für den ungebogenen Fall ist höher als die der Potentialbarriere ɸ_b für den Biegefall (Abb. 9b). Daher steigt die Rekombinationsrate aufgrund der Verringerung der ɸ_b beim Biegen. Die Abklingzeiten für den Biegefall werden ebenfalls kürzer, da sie von der Rekombinationsbarriere abhängen.

Schlussfolgerungen

In dieser Arbeit wurde die Herstellung von flexiblem UV-PD mit ZnO MW-Array, eingebettet in ein weiches PVAL-Substrat, demonstriert. Das Verfahren ist einfach und kostengünstig. Zwischen den Au-Elektroden und dem eingebetteten ZnO-MW-Array wurden gute ohmsche Kontakte hergestellt. Die höchste Reaktionszeit betrug 4,27 ms und die Lichtempfindlichkeit 29,6 A/W für das hergestellte Gerät. Unter großen Biegewinkeln und Biegeradien wurde eine Verschlechterung des Geräts beobachtet, aber die UV-Detektionsleistung wurde nicht signifikant beeinflusst. Der Einfluss von Biegeradien auf die Leistung des Geräts wurde ebenfalls untersucht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Gerät für tragbare in-situ-Überwachung von UV-PDs kompatibel ist. Dieser Prozess zeigt auch Potenzial für andere Geräte, die Flexibilität benötigen, wie beispielsweise kleine Transistoren und Solarzellen für tragbare Geräte. Darüber hinaus könnte die Einfachheit des Herstellungsprozesses die Idee für maßgeschneiderte Geräte oder die In-Situ-Fertigung unterstützen.

Abkürzungen

CVD:

Chemische Gasphasenabscheidung

EBE:

Elektronenstrahlverdampfung

MOCVD:

Metallorganische chemische Gasphasenabscheidung

MSM:

Metall-Halbleiter-Metall

MWs:

Mikrodrähte

PD:

Fotodetektor

PET:

Polyethylenterephthalat

PLD:

Gepulste Laserabscheidung

PVAl:

Polyvinylalkohol

RFMS:

Hochfrequenz-Magnetron-Sputtern

UV:

Ultraviolett