含铁尖晶石氧化物/SiC异质结紫外侧向光伏效应研究
发布时间：2024-03-23 03:05
过渡金属氧化物(Transition metal oxides,TMOs)作为地球上含量最多的材料,种类众多,由于其独有的磁性、半导体性和介电性能使得其在信息存储、能源和微波器件等方面应用很广。其中含铁尖晶石氧化物中由于复杂的晶格结构和变价离子的分布,使得其在自旋逻辑器件、电化学能源材料和半导体材料领域上备受注目,并在小型化电子器件、高能量密度存储和清洁能源领域有着巨大的应用价值。但是,大多数的尖晶石氧化物的电学绝缘性质限制了其在半导体领域以及其在光电器件上的应用。本论文研究非化学计量比下的含铁尖晶石氧化物的奇异半导体性质和半金属性,并研究其异质结的侧向光伏效应,以及该效应在光电功能器件上的应用。并结合宽带隙半导体SiC,研究氧化物/半导体异质结在新型紫外光电传感器的制备和光电响应特性,以实现简单制备且具有高性价比的SiC基光电探测器。首先,研究半金属性的尖晶石氧化物Fe3O4薄膜的侧向光伏效应。利用脉冲激光沉积技术得到半金属性Fe3O4外延薄膜,所形成的Fe3O4<...
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 侧向光伏效应
1.2.1 半导体结的侧向光伏效应及其在光电位敏传感器上的应用
1.2.2 金属/半导体Schottky结的侧向光伏效应
1.2.3 基于侧向光伏效应的紫外光电位敏传感器的研究现状
1.2.4 目前研究存在的问题
1.3 尖晶石相氧化物的侧向光伏效应研究现状
1.3.1 半金属性氧化物在侧向光伏效应中的研究现状
1.3.2 尖晶石相氧化物半导体性质的研究现状
1.3.3 含铁尖晶石相氧化物应用于侧向光伏效应研究中的优势
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 尖晶石相半金属Fe3O4的外延生长及其侧向光伏性质的研究
2.1 引言
2.2 Fe3O4样品的制备
2.3 异质结的结构表征
2.3.1 Fe3O4 薄膜的XRD
2.3.2 Fe3O4/3C-SiC异质结的TEM
2.3.3 Fe3O4 薄膜的XPS
2.4 Fe3O4/3C-SiC异质结的能级分布
2.5 Fe3O4/3C-SiC异质结的侧向光伏效应
2.6 影响侧向光伏强度的因素
2.7 Fe3O4/3C-SiC异质结侧向光伏效应的机制
2.7.1 异质结侧向光伏效应中光生载流子的输运机制
2.7.2 反型层对Fe3O4/半导体异质结电磁输运性质的影响
2.8 本章小结
第3章 尖晶石相NixFeyO4 外延薄膜的生长及其紫外光伏特性
3.1 引言
3.2 NixFeyO4 的制备
3.2.1 NiFe2O4陶瓷的制备
3.2.2 NixFeyO4 薄膜的生长及物相表征
3.2.3 NixFeyO4 薄膜表面形貌和厚度分析
3.2.4 NixFeyO4 元素成分及价态分析
3.3 NixFeyO4/SiC异质结界面能级分布
3.4 NixFeyO4 薄膜磁性和半导体性的研究
3.4.1 NixFeyO4 的磁性
3.4.2 第一性原理计算
3.4.3 NixFeyO4 半导体性质的研究
3.5 NixFeyO4/SiC异质结紫外侧向光伏效应
3.6 NixFeyO4/SiC异质结光伏效应
3.7 本章小结
第4章 非化学计量比Fe1-δAl2O4 薄膜的紫外侧向光伏效应
4.1 引言
4.2 FeAl2O4的制备与表征
4.2.1 FeAl2O4陶瓷制备与表征
4.2.2 FexAlyO4 薄膜的生长
4.2.3 FexAlyO4 薄膜的成分分析
4.3 FexAlyO4/6H-SiC的能级分布
4.3.1 FexAlyO4 薄膜的光学带隙
4.3.2 FexAlyO4/6H-SiC界面能级分布
4.3.3 FexAlyO4 薄膜的电学性质
4.4 生长氧分压对异质结侧向光伏的影响
4.4.1 FexAlyO4/SiC异质结的侧向光伏效应
4.4.2 紫外光激发下侧向光伏的时间响应
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3935358
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 侧向光伏效应
1.2.1 半导体结的侧向光伏效应及其在光电位敏传感器上的应用
1.2.2 金属/半导体Schottky结的侧向光伏效应
1.2.3 基于侧向光伏效应的紫外光电位敏传感器的研究现状
1.2.4 目前研究存在的问题
1.3 尖晶石相氧化物的侧向光伏效应研究现状
1.3.1 半金属性氧化物在侧向光伏效应中的研究现状
1.3.2 尖晶石相氧化物半导体性质的研究现状
1.3.3 含铁尖晶石相氧化物应用于侧向光伏效应研究中的优势
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 尖晶石相半金属Fe3O4的外延生长及其侧向光伏性质的研究
2.1 引言
2.2 Fe3O4样品的制备
2.3 异质结的结构表征
2.3.1 Fe3O4 薄膜的XRD
2.3.2 Fe3O4/3C-SiC异质结的TEM
2.3.3 Fe3O4 薄膜的XPS
2.4 Fe3O4/3C-SiC异质结的能级分布
2.5 Fe3O4/3C-SiC异质结的侧向光伏效应
2.6 影响侧向光伏强度的因素
2.7 Fe3O4/3C-SiC异质结侧向光伏效应的机制
2.7.1 异质结侧向光伏效应中光生载流子的输运机制
2.7.2 反型层对Fe3O4/半导体异质结电磁输运性质的影响
2.8 本章小结
第3章 尖晶石相NixFeyO4 外延薄膜的生长及其紫外光伏特性
3.1 引言
3.2 NixFeyO4 的制备
3.2.1 NiFe2O4陶瓷的制备
3.2.2 NixFeyO4 薄膜的生长及物相表征
3.2.3 NixFeyO4 薄膜表面形貌和厚度分析
3.2.4 NixFeyO4 元素成分及价态分析
3.3 NixFeyO4/SiC异质结界面能级分布
3.4 NixFeyO4 薄膜磁性和半导体性的研究
3.4.1 NixFeyO4 的磁性
3.4.2 第一性原理计算
3.4.3 NixFeyO4 半导体性质的研究
3.5 NixFeyO4/SiC异质结紫外侧向光伏效应
3.6 NixFeyO4/SiC异质结光伏效应
3.7 本章小结
第4章 非化学计量比Fe1-δAl2O4 薄膜的紫外侧向光伏效应
4.1 引言
4.2 FeAl2O4的制备与表征
4.2.1 FeAl2O4陶瓷制备与表征
4.2.2 FexAlyO4 薄膜的生长
4.2.3 FexAlyO4 薄膜的成分分析
4.3 FexAlyO4/6H-SiC的能级分布
4.3.1 FexAlyO4 薄膜的光学带隙
4.3.2 FexAlyO4/6H-SiC界面能级分布
4.3.3 FexAlyO4 薄膜的电学性质
4.4 生长氧分压对异质结侧向光伏的影响
4.4.1 FexAlyO4/SiC异质结的侧向光伏效应
4.4.2 紫外光激发下侧向光伏的时间响应
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3935358
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