ZnO基光电二极管的结构设计文献综述

光电二极管作为光信号转换为电信号的关键器件，在图像传感、光通信、环境监测等领域展现出巨大应用潜力。

ZnO作为Ⅱ-Ⅵ族直接带隙半导体材料，具有宽禁带宽度、高激子束缚能、低成本、环境友好等优点，被认为是制备高性能光电二极管的理想材料之一。

本文首先介绍了光电二极管和ZnO材料的基本概念和特性，以及ZnO基光电二极管的优势；其次，综述了ZnO基光电二极管的研究进展，包括不同异质结类型和结构设计对器件性能的影响；接着，概括了ZnO薄膜制备方法和器件制备工艺，并对比分析了不同结构器件的性能优劣；最后，展望了ZnO基光电二极管的未来发展趋势，指出高效率、低成本、高稳定性是未来研究的关键方向。

关键词：ZnO；光电二极管；异质结；结构设计；薄膜制备

光电二极管是一种能够将光信号转换为电信号的半导体器件，其工作原理基于光电效应。

当光照射到光电二极管的pn结区域时，光子激发产生电子-空穴对，在内建电场的作用下，电子和空穴分别向n区和p区移动，形成光电流。

光电二极管具有响应速度快、灵敏度高、体积小等优点，在图像传感、光通信、环境监测、生物医学等领域有着广泛的应用[1-3]。

氧化锌(ZnO)作为一种Ⅱ-Ⅵ族直接带隙半导体材料，其禁带宽度约为3.37eV，激子束缚能高达60meV，具有优异的光学和电学特性。

ZnO材料来源广泛、成本低廉、化学性质稳定、无毒环保，被认为是下一代短波长光电子器件的理想材料之一[4-6]。

ZnO基光电二极管的研究始于20世纪60年代，近年来随着纳米材料制备技术的进步和对ZnO材料认识的深入，ZnO基光电二极管的研究取得了显著进展。