本文選題：光伏效應 + 超導相關異質結　； 參考：《中國科學技術大學》2017年博士論文

【摘要】：與傳統(tǒng)的半導體異質結相比,過渡金屬氧化物異質結有著非常豐富的物理性能,尤其在強關聯(lián)體系中,其特殊的物理性質,如:超導電性、鐵電性等,對異質結的電輸運性質有著顯著地調控作用,并可以實現一些非常有應用價值的功能。不僅如此,這些強關聯(lián)材料及其異質結對光輻照也有著非常奇特的效應。這些效應對于研究光電薄膜器件有著拓展性的意義,尤其對于功能性的光電器件有著很多的應用價值。在本論文中,我們對高溫超導材料及其異質結、鐵電異質結等光、電相關的效應進行了系統(tǒng)研究。整個論文包含六章,內容概括如下:第一章從異質結的基本性質和光電相關的特性出發(fā),介紹了在半導體Nb-摻雜的SrTiO3上構建的超導、鐵電以及金屬異質結及其界面狀態(tài)、光電過程的原理與特征的物理現象,并探討了最新的研究相關研究進展。第二章中設計了一種測量金屬或半導體等材料的電磁及光電性能的多功能樣品桿,尤其是使材料受電場、磁場,特別是光場的同時作用,測量固體材料在外場作用下的介電、鐵電以及光電輸運等物理性質及其變化。第三章中,系統(tǒng)的研究了 YBa2Cu307-δ/Nb-dopedSrTi03異質結在不同波長下的光伏效應,當光子能量為2.4eV時(遠低于Nb-dopedSrTi03的能隙)也會有一定的光生電壓大小。并通過I-V特性隨溫度的變化,發(fā)現光生電壓和光生電流隨溫度的變化在120K附件有明顯跳變行為,這與SNTO單晶襯底在低溫下結構相變有密切關系。第四章中,研究了 Pt/BiFe03(BFO)/SNTO異質結(BFO厚度分別為60 nm和200 nm)在不同波長激光照射下的光伏效應和二極管整流行為。并且兩種波長照射下的短路電流表現出了兩個量級大小的差別,表明其有著不同的光激發(fā)機制。隨著光強的增加,光輔助的二極管特性的整流比逐漸變大,但是開啟電壓保持不變。第五章中,Au(Pt)/SNTO肖特基結在不同波長的激光輻照下,都觀察到了明顯的光伏響應,且光伏的結果與入射的光子能量存在著密切的關系。通過研究該類肖特基結的光生電壓與光生電流隨光子能量的變化,發(fā)現該異質結表現出較好的符合肖特基結的特性,尤其對于Au/0.7wt%Nb-dopedSTO樣品,還通過I-V特性的肖特基擬合,以及室溫下的C-V特性,分別擬合得到了溫室下肖特基勢壘的大小并比較。此外變溫的光伏測試表明,其光生電壓的變化明顯的受到電子熱激發(fā)作用調制。第六章,研究了在不同溫度、不同磁場大小和角度下BaFe1.8Co0.2As2單晶的I-V特性,并根據渦旋玻璃理論進行了標度,其結果滿足3D渦旋玻璃轉變理論。并且角度依賴的渦旋玻璃轉變場Hg和臨界電流密度Jc可以較好地滿足各向異性的Ginzburg-Landau模型。我們還構建了 BaFe1.8Co0.2As2單晶的三維磁通相圖,得到了磁通玻璃態(tài)、磁通液態(tài),以及正常態(tài)隨磁場角度的變化。
[Abstract]:Compared with the traditional semiconductor heterojunction, the transition metal oxide heterostructure has very rich physical properties, especially in the strongly correlated system, its special physical properties, such as superconductivity, ferroelectricity, etc.It can regulate the electrical transport properties of heterojunction and realize some very valuable functions.Not only that, these strongly related materials and their heterogeneity also have very peculiar effects on light irradiation.These effects are of great significance for the study of optoelectronic thin film devices, especially for functional optoelectronic devices.In this thesis, the optical and electrical effects of high temperature superconducting materials and their heterostructures, ferroelectric heterostructures are systematically studied.The whole thesis consists of six chapters, which are summarized as follows: in the first chapter, the superconducting, ferroelectric and metal heterojunctions and their interface states are introduced based on the basic properties of heterojunction and optoelectronic properties.The principle and characteristic physical phenomena of optoelectronic process are discussed.In the second chapter, a multifunctional sample rod is designed to measure the electromagnetic and optoelectronic properties of metals or semiconductors, especially to measure the dielectric properties of solid materials under the action of electric field, magnetic field, especially light field at the same time.Physical properties and changes of ferroelectricity and photoelectric transport.In chapter 3, the photovoltaic effect of YBA _ 2Cu _ 307- 未 / Nb-doped SrTi03 heterojunction at different wavelengths is systematically studied. When the photon energy is 2.4eV (far lower than the energy gap of Nb-dopedSrTi03), there is also a certain photogenerated voltage in YBA _ 2Cu _ 307- 未 / Nb-dopedSrTi03 heterojunction.Through the change of I-V characteristics with temperature, it is found that the variation of photovoltage and current with temperature has obvious jump behavior at 120K accessory, which is closely related to the structural phase transition of SNTO single crystal substrate at low temperature.In chapter 4, the photovoltaic effect and diode rectifying behavior of Pt/BiFe03(BFO)/SNTO heterojunction with thickness of 60 nm and 200 nm respectively under different wavelengths of laser irradiation are studied.The short circuit current of the two wavelengths is different in order of magnitude, which indicates that the short-circuit current has different photoexcitation mechanism.With the increase of light intensity, the rectifying ratio of photo-assisted diodes becomes larger, but the switching voltage remains the same.In chapter 5, the photovoltaic response of Au-PtN / SNTO Schottky junction is observed under different wavelengths of laser irradiation, and the photovoltaic results are closely related to the incident photon energy.By studying the variation of photogenerated voltage and photogenerated current with photon energy, it is found that the heterojunction exhibits good Schottky junction characteristics, especially for Au/0.7wt%Nb-dopedSTO samples, and is fitted by Schottky fitting of I-V characteristic.The size of Schottky barrier in greenhouse was fitted and compared with the C-V characteristic at room temperature.In addition, the photovoltaic measurements show that the change of photovoltage is obviously modulated by the electron-thermal excitation.In chapter 6, the I-V characteristics of BaFe1.8Co0.2As2 single crystals at different temperatures and different magnetic field sizes and angles are studied, and the results are calibrated according to the theory of vortex glass. The results satisfy the 3D vortex glass transition theory.The angle-dependent vortex glass transition field Hg and critical current density J _ c can well satisfy the anisotropic Ginzburg-Landau model.The three-dimensional flux phase diagram of BaFe1.8Co0.2As2 single crystal is also constructed. The flux glass state, flux liquid state and normal state vary with the angle of magnetic field.
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O484.4;O611.62

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 徐遠航,張瀛洲,周紹民;葉綠素在電解質水溶液中的光伏效應[J];廈門大學學報(自然科學版);1983年03期

2 陳再鴻,鄭標練,詹夢雄,顧學民;金屬酞菁配合物的光伏效應[J];廈門大學學報(自然科學版);1987年05期

3 周德軍;張靜;王輝;;硅基納米金屬光刻蝕結構的側向光伏效應[J];北京師范大學學報(自然科學版);2014年03期

4 余長青;;光伏效應的產生機理及應用[J];黔南民族師范學院學報;2006年03期

5 劉土毅 ,孫志鵬 ,黃景昭;半導體光伏效應[J];廈門大學學報(自然科學版);1965年01期

6 鄭標練,詹夢熊,陳再鴻;四氨基酞菁銅電聚合膜的結構與光伏效應[J];廈門大學學報(自然科學版);1992年04期

7 余榮清,詹夢雄,陳再鴻;金屬酞菁配合物在MPc-GaAs半導體電極上的光伏效應[J];廈門大學學報(自然科學版);1992年05期

8 詹夢雄，，楊士，余榮清，程大典，陳再鴻，鄭蘭蓀;C_（60）－GaAs修飾電極光伏效應研究[J];廈門大學學報(自然科學版);1995年03期

9 袁吉仁;洪文欽;鄧新華;余啟名;;基于雜質光伏效應的鎳摻雜對砷化鎵太陽電池性能的影響[J];光子學報;2012年10期

10 張萬倫,劉文銘;完整葉綠體光伏效應研究(之二)——Pt—Chl電極光伏效應機理[J];重慶師范學院學報(自然科學版);1991年01期

相關會議論文 前1條

1 海宇涵;奚中和;;未來的電子器件[A];中國電子學會真空電子學分會第十屆年會論文集（下冊）[C];1995年

相關重要報紙文章 前1條

1 ;具有光伏效應和電致發(fā)光雙重功能的器件[N];大眾科技報;2007年

相關博士學位論文 前1條

1 郝飛翔;過渡金屬氧化物異質結光伏效應研究[D];中國科學技術大學;2017年

相關碩士學位論文 前6條

1 凌飛;摻雜鐵酸鉍薄膜的制備及其光伏效應研究[D];云南師范大學;2016年

2 洪亮;β輻致光伏效應同位素電池的設計、制備和溫度影響研究[D];南京航空航天大學;2015年

3 郭兵;鐵酸鉍基鐵電薄膜的制備工藝及可反向光伏效應研究[D];上海交通大學;2013年

4 劉文明;金屬有機半導體復合薄膜的橫向光伏效應[D];復旦大學;2012年

5 張彪;側向光伏效應和雙極性電阻效應在Cu_2O/Si結構中的研究[D];上海交通大學;2014年

6 李陽;BiFeO_3薄膜結構的制備及光伏效應的研究[D];湖北師范學院;2015年

本文編號：1761132