以化學浴沉積法製作硫化銻-石墨烯複合材料之光響應研究

The Photo Response Study of Fabricated Antimony Sulfide - Graphene Composite Material by Chemical Bath Deposition

陳建諺(Jian-Yan Chen)

指導教授 ： 丁初稷

國立中正大學/工學院/光機電整合工程研究所/碩士(2014年)

摘要

本研究是藉由氧電漿在化學氣相沉積法成長的石墨烯表面進行官能化改質，使疏水性的石墨烯表面呈現親水性，隨後透過化學浴沉積法在氧電漿處理石墨烯 (Oxygen plasma treated graphene, OPTG) 的表面成長硫化銻 (Sb2S3) 半導體薄膜，藉此增強石墨烯的光響應，並探討不同的成長時間對石墨烯光響應之影響。研究結果發現，硫化銻成長在 OPTG 表面 (Sb2S3/OPTG) 其吸光波段約為 280~500 nm。實驗結果顯示，經 365 nm 紫外光 (UV) 照光後，在成長 6 小時的 Sb2S3/graphene 複合材料元件有明顯的光反應，其光電流增加 98%，在可見光 420 nm 之光反應可達 350 A/W。證明硫化銻確實可改善石墨烯的光吸收能力，增強石墨烯之光響應。

關鍵字

光偵測器 ； 化學浴沉積法 ； 石墨烯 ； 硫化銻

並列摘要

In this study, the graphene was grown on Cu foil by chemical vapour deposition (CVD) method and functionalized surface modified with oxygen plasma treatment. Graphene was transformed form hydrophobic into hydrophilic by oxygen plasma treatment. We deposited antimony sulfide (Sb2S3) thin films with different growth time on oxygen plasma treatment graphene (OPTG) surface by Chemical bath deposition (CBD) method, and to explore the effects of for photo response of the graphene. The experimental results showed that device of Sb2S3 thin films growth on oxygen plasma treatment graphene (Sb2S3/OPTG) could absorb 280~500 nm wavelength, and observe the obvious current changs under 365 nm UV light irradiation, and the photocurrent enhancement of 95%, the device photo response ~350 A/W at 420 nm Visible light . The study results showed the Sb2S3 can improve the light absorption and enhanced optical response of graphene.

並列關鍵字

Antimony Sulfide ； Photodetector ； Graphene

參考文獻

23 郭俊麟, 利用CBD法製備銅摻雜之硫系列光觸媒材料研究 (2008).

26 J. A. Chang, J. H. Rhee, S. H. Im, Y. H. Lee, H. J. Kim, S. I. Seok et al., Nano letters 10 (7), 2609 (2010).

30 H. Chang, Z. Sun, M. Saito, Q. Yuan, H. Zhang, J. Li et al., ACS Nano 7 (7), 6310 (2013).

7 B. C. Brodie, Philosophical Transactions of the Royal Society of London 149 (0), 249 (1859).

22 S. A. You, O. S. Kwon, and J. Jang, Journal of Materials Chemistry 22 (34), 17805 (2012).