發(fā)布時(shí)間：2018-04-18 07:24

  本文選題：側(cè)向光伏效應(yīng) + 光致極性電阻效應(yīng)��； 參考：《上海交通大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：納米金屬半導(dǎo)體材料由于其特有的功能性和眾多新奇的物理效應(yīng),在能源、航空、生物、信息等高科技領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響和廣闊應(yīng)用前景。近十多年來的大量報(bào)道都表明,比之塊體材料,納米尺度的材料擁有更加突出的光電性能,相關(guān)的制備手段以及效應(yīng)研究一直是當(dāng)今科研的前沿課題。本論文是針對(duì)這一前沿課題的探索性研究,目的是通過對(duì)于納米材料的光伏效應(yīng)、光致極性電阻效應(yīng)以及光調(diào)控開關(guān)效應(yīng)的研究,發(fā)現(xiàn)新的光電現(xiàn)象,探索和揭示新的物理機(jī)理,并最終獲得具有實(shí)用價(jià)值的、外場(光場)調(diào)控的納米光電材料以及光電傳感設(shè)備。論文中所研究的材料屬于納米金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),涵蓋了超薄納米薄膜、量子點(diǎn)體系和膠體晶體體系。通過在多種金屬氧化物半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)上進(jìn)行側(cè)向光伏效應(yīng)測量,獲得如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果:在Ti/Ti O2/Si納米薄膜上獲得了當(dāng)前報(bào)導(dǎo)中的最大側(cè)向光伏靈敏度169 m V/mm,對(duì)比其它研究組的報(bào)道(~20m V/mm)有著顯著提升;對(duì)比Cr/Si O2/Si納米薄膜在暗場條件下的電導(dǎo)性能與靈敏度,完善了側(cè)向光伏效應(yīng)光電子擴(kuò)散模型機(jī)制;首次在Zn/Cd Se量子點(diǎn)/Si結(jié)構(gòu)上發(fā)現(xiàn)了具有量子點(diǎn)增強(qiáng)特性的側(cè)向光伏效應(yīng),擴(kuò)展了量子點(diǎn)在光電器件方面的應(yīng)用;首次在Au/Si O2膠體晶體/Si結(jié)構(gòu)上發(fā)現(xiàn)側(cè)向光伏效應(yīng),所獲得的靈敏度(86m V/mm)比同組份材料的薄膜結(jié)構(gòu)的近5倍。本論文中還有另一個(gè)研究方向——納米材料電阻的光響應(yīng)。我們?cè)赯n/Cd Se量子點(diǎn)/Si結(jié)構(gòu)上拓展了光致極性電阻效應(yīng):其電阻變化率高達(dá)280%,而無量子點(diǎn)嵌套的結(jié)構(gòu)僅有15%。在Au/Si O2膠體晶體/Si結(jié)構(gòu)上發(fā)現(xiàn)了光調(diào)控開關(guān)效應(yīng):無光情況下,材料電阻并不隨掃描電壓變化,而有激光照射時(shí),電壓的變化可以控制材料電阻高、低電阻態(tài)之間的轉(zhuǎn)換,這是外加電場和光場共同作用的一個(gè)新現(xiàn)象。
[Abstract]:Nanometallic semiconductor materials have profound influence and broad application prospect in the fields of energy aviation biology information and so on because of their unique functions and many novel physical effects.A large number of reports over the past decade have shown that nanoscale materials have more outstanding optoelectronic properties than bulk materials, and related preparation methods and effects have been the frontier of current scientific research.The purpose of this thesis is to find new photovoltaic phenomena through the study of photovoltaic effect, photoinduced polarity resistance effect and optically regulated switching effect of nanomaterials.To explore and reveal the new physical mechanism, and finally to obtain practical, external field (light field) controlled nano-optoelectronic materials and photoelectric sensing equipment.The materials studied in this paper are nanometallic oxide semiconductors, including ultrathin nanocrystalline films, quantum dot system and colloidal crystal system.By measuring the lateral photovoltaic effect on various metal oxide semiconductor nanostructures,The experimental results are as follows: the maximum lateral photovoltaic sensitivity of 169mV / mm has been obtained on the Ti/Ti O2/Si nanocrystalline thin films, which is significantly improved compared with that reported by other research groups (20 MV / mm).The photoelectron diffusion mechanism of lateral photovoltaic effect was improved by comparing the conductivity and sensitivity of Cr/Si O2/Si nanocrystalline films under dark field conditions, and the lateral photovoltaic effect with enhanced quantum dot properties was first found on Zn/Cd se quantum dots / Si structure.The application of quantum dots in optoelectronic devices is extended, and the lateral photovoltaic effect is first found on the Au/Si O2 colloidal crystal / Si structure. The sensitivity obtained is nearly 5 times higher than that of the thin film structure of the same composition material.Another research direction in this thesis is the photoresponse of nano-material resistance.We extend the photoinduced polarity resistance effect in the Zn/Cd se quantum dots / Si structure: the resistance change rate is as high as 280, while the structure without quantum dot nesting is only 15.In the structure of Au/Si O 2 colloidal crystal / Si, the photo-controlled switching effect is found: in the absence of light, the material resistance does not change with the scanning voltage, but with laser irradiation, the change of the voltage can control the transition between the high and low resistance states of the material.This is a new phenomenon of the interaction of external electric field and light field.
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.1

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本文編號(hào)：1767354