肖特基势垒二极管因其结构简单、响应速度快，且在光电探测器、太阳能电池、高速开关以及微波器件等电子和光电器件中有着广泛的应用，因此成为研究最为广泛的金属-半导体器件之一[[1], [2], [3], [4], [5], [6]]。尤其是肖特基光电二极管，由于可以通过调整金属-半导体界面以及控制外加偏压和照明强度等外部参数来有效调节其电气和光电特性，因而受到了极大关注[[7], [8], [9]]。
肖特基光电二极管的电气行为主要受金属-半导体界面的质量、载流子传输机制以及界面相关效应如势垒不均匀性和串联电阻等因素的影响[[10], [11], [12], [13], [14], [15]]。电流-电压分析是研究这些效应最基础且最有效的手段，因为它能够直接提供关于理想因子、肖特基势垒高度以及串联电阻等关键电气参数的信息[[16], [17], [18], [19], [20], [21]]。此外，在暗态和光照条件下测量的电流-电压特性有助于全面了解光电二极管的性能以及照明引起的传输现象[[22], [23], [24], [25]]。
近年来，人们通过在金属与半导体之间引入薄的界面层，发展出了金属-绝缘体-半导体或金属-聚合物-半导体结构，以此提升肖特基光电二极管的性能[26,27]。这类结构还能改善界面的光吸收能力和光与物质的相互作用，进而提升器件的光子学和光电响应性能[28,29]。这样一来，传统肖特基二极管中常见的非理想行为就能得到缓解，从而提升其整流和光响应性能。
在各种聚合物中，聚乙烯醇因其良好的介电性能、光学透明度、易于加工以及适合采用溶液处理技术等优点，被广泛用作界面层[3,[32], [33], [34]]。有研究表明，PVA界面层可以通过钝化界面态以及改变有效肖特基势垒高度，有效影响金属-半导体结处的载流子传输[35,36]。因此，基于PVA的层状肖特基器件在光照条件下的电气稳定性更高，光响应也更为优异[37,38]。
除了聚合物界面层之外，金属氧化物纳米结构也因较强的光相互作用和可调控的电气性能而逐渐受到重视，被用于光电二极管领域[39,40]。氧化锌作为一种宽禁带半导体，因其在本征可见光区域具有高透明度、化学稳定性，以及对紫外线和可见光的敏感特性而备受青睐[24,[41], [42], [43]]。此外，通过向氧化锌中掺入铝、镓、铜、镍等金属元素，可以改变其缺陷状态、载流子浓度以及电荷转移过程，从而提升其电导率和光响应性能[[44], [45], [46], [47]]。在这些掺杂元素中，银因其能够引入局域能级、提高载流子迁移率以及通过等离子体效应增强光吸收能力而特别值得关注[[48], [49], [50]]。将掺银的氧化锌引入聚合物界面层，就能够实现聚合物钝化作用与金属氧化物纳米结构强光响应特性的协同效应[[51], [52], [53]]。
照明条件对肖特基光电二极管的电光行为起着至关重要的作用。在光照条件下，耗尽区内部或附近会生成光生电子-空穴对，内置电场会将它们分开，从而导致光电流增加，尤其是在反向偏压条件下。光电流的大小及其与照明强度之间的关系，为了解主要的传输机制和界面相关效应提供了重要线索[54]。因此，无论是在暗态还是在不同照明强度下进行系统的电流-电压测量，都是评估肖特基光电二极管性能不可或缺的手段。
尽管已有大量关于基于氧化锌或聚乙烯醇的肖特基光电二极管的研究，但将聚合物基质与掺杂金属氧化物纳米结构结合而成的混合界面结构的相关研究仍然相对较少[24,35,37]。虽然各种掺杂金属的氧化锌体系，如掺铝、镓、铜的氧化锌，已在众多光电器件应用中得到了深入研究[9,44,46,55]，但在n型硅衬底上制备掺AgZnO的PVA层状肖特基光电二极管的相关研究仍十分有限。更重要的是，现有的研究大多仅限于基本的电气特性分析，对于这类混合结构中依赖于照明的传输行为尚未进行系统研究。在以往的大多数研究中，器件性能都是在单一照明条件下评估的，未能全面探讨不同照明强度如何影响电流传输机制、界面性质以及有效势垒结构。实际上，照明不仅会增强载流子的产生，还会改变势垒的不均匀性、界面态的分布以及复合动力学，尤其是在那些含有聚合物界面层的器件中。此外，聚合物界面层与掺杂金属氧化物相结合后，会形成复杂的混合界面，其上的电荷传输受多种机制共同作用，包括热电子发射、陷阱辅助传输以及场增强载流子收集，而这些机制在照明条件下的相互作用在现有文献中尚未得到充分阐明。因此，本研究不仅引入了一种新的材料组合，还通过电流-电压测量以及参数提取方法，对掺AgZnO的PVA层状肖特基光电二极管在依赖照明条件下的电气特性进行了全面分析，从而更深入地了解了其背后的传输机制，也为高性能光电探测器的优化提供了依据。
与以往大多数基于氧化锌或聚乙烯醇的肖特基光电二极管的研究不同[9,24,25,34,35,37,47,55]，本研究重点探讨了在20–100?mW/cm2的广泛照明强度范围内，掺AgZnO的PVA混合界面结构的照明依赖传输行为。这项工作的创新之处不仅在于采用了掺AgZnO的PVA混合界面层，还在于建立了照明强度、势垒不均匀性、界面态分布与光检测性能之间的全面关联[14,54,56]。此外，还运用热电子发射理论以及Cheung和Norde方法对电气参数进行了系统分析，从而更深入地了解了混合肖特基光电二极管中由照明引发的传输机制以及界面辅助的载流子动态过程。
在本研究中，人们在n型硅衬底上制备了掺AgZnO的PVA层状肖特基光电二极管，并通过电流-电压分析对其电气和光电特性进行了系统研究。测量在室温下、?4?V至+4?V的电压范围内进行，照明强度分别为20、40、60、80和100?mW/cm2。主要的电气参数是通过热电子发射理论以及Cheung和Norde方法，从正向偏压下的电流-电压特性中提取出来的，而依赖于照明的光响应则通过光电流行为、响应度以及特定探测率来评估。这些研究结果详细揭示了掺AgZnO的PVA界面层对肖特基光电二极管传输机制和光响应特性的影响，进一步凸显了这类器件在光电检测器及光电器件应用中的巨大潜力。
