過渡金屬氧化物(Transition metal oxides,TMOs)作為地球上含量最多的材料,種類眾多,由于其獨(dú)有的磁性、半導(dǎo)體性和介電性能使得其在信息存儲、能源和微波器件等方面應(yīng)用很廣。其中含鐵尖晶石氧化物中由于復(fù)雜的晶格結(jié)構(gòu)和變價離子的分布,使得其在自旋邏輯器件、電化學(xué)能源材料和半導(dǎo)體材料領(lǐng)域上備受注目,并在小型化電子器件、高能量密度存儲和清潔能源領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用價值。但是,大多數(shù)的尖晶石氧化物的電學(xué)絕緣性質(zhì)限制了其在半導(dǎo)體領(lǐng)域以及其在光電器件上的應(yīng)用。本論文研究非化學(xué)計量比下的含鐵尖晶石氧化物的奇異半導(dǎo)體性質(zhì)和半金屬性,并研究其異質(zhì)結(jié)的側(cè)向光伏效應(yīng),以及該效應(yīng)在光電功能器件上的應(yīng)用。并結(jié)合寬帶隙半導(dǎo)體SiC,研究氧化物/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)在新型紫外光電傳感器的制備和光電響應(yīng)特性,以實現(xiàn)簡單制備且具有高性價比的SiC基光電探測器。首先,研究半金屬性的尖晶石氧化物Fe₃O₄薄膜的側(cè)向光伏效應(yīng)。利用脈沖激光沉積技術(shù)得到半金屬性Fe₃O₄外延薄膜,所形成的Fe₃O_4<...

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 側(cè)向光伏效應(yīng)
        1.2.1 半導(dǎo)體結(jié)的側(cè)向光伏效應(yīng)及其在光電位敏傳感器上的應(yīng)用
        1.2.2 金屬/半導(dǎo)體Schottky結(jié)的側(cè)向光伏效應(yīng)
        1.2.3 基于側(cè)向光伏效應(yīng)的紫外光電位敏傳感器的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 目前研究存在的問題
    1.3 尖晶石相氧化物的側(cè)向光伏效應(yīng)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 半金屬性氧化物在側(cè)向光伏效應(yīng)中的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 尖晶石相氧化物半導(dǎo)體性質(zhì)的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 含鐵尖晶石相氧化物應(yīng)用于側(cè)向光伏效應(yīng)研究中的優(yōu)勢
    1.4 本論文的主要研究內(nèi)容
第2章 尖晶石相半金屬Fe₃O₄的外延生長及其側(cè)向光伏性質(zhì)的研究
    2.1 引言
    2.2 Fe₃O₄樣品的制備
    2.3 異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.1 Fe₃O₄ 薄膜的XRD
        2.3.2 Fe₃O₄/3C-SiC異質(zhì)結(jié)的TEM
        2.3.3 Fe₃O₄ 薄膜的XPS
    2.4 Fe₃O₄/3C-SiC異質(zhì)結(jié)的能級分布
    2.5 Fe₃O₄/3C-SiC異質(zhì)結(jié)的側(cè)向光伏效應(yīng)
    2.6 影響側(cè)向光伏強(qiáng)度的因素
    2.7 Fe₃O₄/3C-SiC異質(zhì)結(jié)側(cè)向光伏效應(yīng)的機(jī)制
        2.7.1 異質(zhì)結(jié)側(cè)向光伏效應(yīng)中光生載流子的輸運(yùn)機(jī)制
        2.7.2 反型層對Fe₃O₄/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)電磁輸運(yùn)性質(zhì)的影響
    2.8 本章小結(jié)
第3章 尖晶石相Ni_xFe_yO₄ 外延薄膜的生長及其紫外光伏特性
    3.1 引言
    3.2 Ni_xFe_yO₄ 的制備
        3.2.1 NiFe2O4陶瓷的制備
        3.2.2 Ni_xFe_yO₄ 薄膜的生長及物相表征
        3.2.3 Ni_xFe_yO₄ 薄膜表面形貌和厚度分析
        3.2.4 Ni_xFe_yO₄ 元素成分及價態(tài)分析
    3.3 Ni_xFe_yO₄/SiC異質(zhì)結(jié)界面能級分布
    3.4 Ni_xFe_yO₄ 薄膜磁性和半導(dǎo)體性的研究
        3.4.1 Ni_xFe_yO₄ 的磁性
        3.4.2 第一性原理計算
        3.4.3 Ni_xFe_yO₄ 半導(dǎo)體性質(zhì)的研究
    3.5 Ni_xFe_yO₄/SiC異質(zhì)結(jié)紫外側(cè)向光伏效應(yīng)
    3.6 Ni_xFe_yO₄/SiC異質(zhì)結(jié)光伏效應(yīng)
    3.7 本章小結(jié)
第4章 非化學(xué)計量比Fe_1-δAl₂O₄ 薄膜的紫外側(cè)向光伏效應(yīng)
    4.1 引言
    4.2 FeAl₂O₄的制備與表征
        4.2.1 FeAl₂O₄陶瓷制備與表征
        4.2.2 Fe_xAl_yO₄ 薄膜的生長
        4.2.3 Fe_xAl_yO₄ 薄膜的成分分析
    4.3 Fe_xAl_yO₄/6H-SiC的能級分布
        4.3.1 Fe_xAl_yO₄ 薄膜的光學(xué)帶隙
        4.3.2 Fe_xAl_yO₄/6H-SiC界面能級分布
        4.3.3 Fe_xAl_yO₄ 薄膜的電學(xué)性質(zhì)
    4.4 生長氧分壓對異質(zhì)結(jié)側(cè)向光伏的影響
        4.4.1 Fe_xAl_yO₄/SiC異質(zhì)結(jié)的側(cè)向光伏效應(yīng)
        4.4.2 紫外光激發(fā)下側(cè)向光伏的時間響應(yīng)
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3935358