TiO₂是一种具有广泛应用的半导体材料，因其优异的光电性能、良好的稳定性、低廉的成本以及环境友好特性，在紫外光电探测器的研究中获得了广泛关注。由于不同晶型以及基体对其光电性能影响较大，本研究通过调节射频溅射功率在不同的基底（包括硅、石英玻璃和金刚石）获得Ti层后进行退火，得到了不同晶型的TiO₂薄膜及光电探测器。结果表明，随着功率从100 W增加到300 W，500 ℃退火后得到的TiO₂薄膜由锐钛矿相转变为混合相，最后转变为金红石相。样品在可见光波段的平均透射率超过 70%，制备的 TiO₂ 薄膜的可调 Eg 范围为 3.15~3.21 eV。其中，在硅衬底上制备的 100 W（S1）TiO₂ 基金属-半导体-金属（MSM）紫外（UV）光电探测器在 20 V 偏置下表现出较好的光电性能，光暗电流比（PDCR）、响应率（R）、外量子效率（EQE）和比探测率（D*）分别为 1.9×10³、75.9 mA/W、15.9% 和 2.3 × 10¹¹ Jones。同时，由于金刚石的宽带隙、高载流子迁移率和高热导率，除 S1 外，使用金刚石衬底的紫外光探测器的性能几乎优于使用硅衬底的探测器。由于锐钛矿二氧化钛与硅之间的热膨胀系数更接近于其与金刚石之间的热膨胀系数，因此在硅衬底上的 S1 性能优于金刚石衬底。此外，在室温下将 Ti 沉积在 Si（111）上时，Ti 与 Si 之间形成了强化学键（Ti-Si），因此 Ti 在 Si（111）表面的覆盖比在金刚石表面更均匀。
 

TiO2 紫外光电 探测器