本文關(guān)鍵詞：BiCuSeO薄膜光誘導(dǎo)橫向熱電效應(yīng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：光誘導(dǎo)橫向熱電效應(yīng)(LITT效應(yīng))是由于材料塞貝克系數(shù)各向異性產(chǎn)生的一種特殊熱電效應(yīng),通常只能在c軸傾斜生長的薄膜或多層結(jié)構(gòu)中觀測得到。該效應(yīng)在高靈敏、快響應(yīng)的新型光探測器領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。鉍銅硒氧(BiCuSeO)是一種新型硫?qū)傺趸餆犭姴牧?目前國際上對其研究主要集中在常規(guī)熱電效應(yīng)上,鮮有LITT效應(yīng)的研究報道。本論文以BiCuSeO為研究對象,利用脈沖激光沉積技術(shù)(PLD)制備了c軸傾斜生長的BiCuSeO薄膜,研究了輻照激光波長、能量、入射方向以及鉛摻雜和測試氣氛等對該薄膜LITT效應(yīng)影響規(guī)律和機制。主要實驗結(jié)論如下:1、用脈沖激光、連續(xù)激光或純熱源(如電烙鐵)對BiCuSeO薄膜表面進行輻照加熱時,均可以在平行于膜面方向觀測到明顯的開路電壓信號且a)電壓幅值隨輻照激光波長的增加而減小;b)電壓幅值隨輻照激光能量的增加線性增大;c)若薄膜厚度大于光穿透深度,當(dāng)激光從基片背面輻照時,電壓信號極性發(fā)生反轉(zhuǎn)。分析認為該信號源于薄膜上下表面溫差ΔTz所產(chǎn)生的熱電壓信號,即橫向熱電效應(yīng)。2、研究了鉛摻雜對Bi_(1-x)Pb_xCuSeO(0≤x≤0.12)薄膜LITT效應(yīng)的影響,并得到了最佳摻雜條件x=0.08,制備得到高靈敏、快響應(yīng)的光電探測器。實驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)用紫外脈沖激光(308 nm)輻照薄膜表面時,隨著鉛摻雜量的增加,薄膜LITT效應(yīng)輸出電壓信號幅值先增大后減小,在x=0.08時達到最大值。一方面,隨著鉛摻雜量的增加,薄膜的電導(dǎo)率提高,使得薄膜上下表面溫差ΔTz增大;另一方面,鉛摻雜使晶粒的取向性變差,導(dǎo)致薄膜ab平面和c軸方向Seebeck系數(shù)的差值ΔS減小。二者共同的作用使得Bi_(1-x)Pb_xCuSeO(0≤x≤0.12)薄膜LITT效應(yīng)輸出電壓信號幅值出現(xiàn)先增大后減小的趨勢。3、研究了在不同溫度及氣氛下Bi_(0.92)Pb_(0.08)CuSeO薄膜光電探測器的應(yīng)用情況。實驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)用可見連續(xù)激光(532 nm)輻照薄膜表面時,隨著溫度的降低,薄膜LITT效應(yīng)輸出電壓信號幅值因ΔS減小而減小;在真空條件下,LITT信號幅值比空氣氣氛條件下增大,這是由于真空條件下熱弛豫緩慢導(dǎo)致ΔTz較大所致。
【關(guān)鍵詞】：光誘導(dǎo)橫向熱電效應(yīng) c軸傾斜的 BiCuSeO 薄膜 摻雜 脈沖激光沉積
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2;TN15
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 LITT效應(yīng)簡史10-11
• 1.2 LITT效應(yīng)理論基礎(chǔ)11-13
• 1.2.1 Seebeck效應(yīng)12
• 1.2.2 熱傳導(dǎo)理論12-13
• 1.3 BiCuSeO熱電材料簡介13-14
• 1.4 本工作的研究意義及主要內(nèi)容14-16
• 第2章 樣品的制備與表征16-22
• 2.1 脈沖激光沉積技術(shù)16
• 2.2 樣品表征方法16-18
• 2.2.1 薄膜結(jié)構(gòu)特性分析方法(X射線衍射)16-17
• 2.2.2 薄膜表面形貌分析17-18
• 2.2.3 薄膜微結(jié)構(gòu)分析18
• 2.3 薄膜光吸收譜測試18
• 2.4 LITT效應(yīng)測試方法18-19
• 2.5 熱電性能測試方法19-22
• 2.5.1 電阻率及Seebeck系數(shù)測試方法19-20
• 2.5.2 霍爾系數(shù)測試方法20-22
• 第3章 BiCuSeO薄膜的LITT效應(yīng)研究22-32
• 3.1 引言22
• 3.2 BiCuSeO單晶薄膜制備與表征22-25
• 3.2.1 薄膜樣品的制備22-23
• 3.2.2 薄膜樣品的表征23-25
• 3.3 沉積溫度對BiCuSeO薄膜LITT特性影響研究25-26
• 3.4 BiCuSeO薄膜的LITT效應(yīng)測試26-31
• 3.4.1 脈沖光源26-30
• 3.4.2 連續(xù)光源30-31
• 3.4.3 連續(xù)熱源31
• 3.5 小結(jié)31-32
• 第4章 Pb摻雜對BiCuSeO薄膜的LITT效應(yīng)影響研究32-42
• 4.1 引言32
• 4.2 Bi_(1-x)Pb_xCuSeO薄膜的制備與表征32-34
• 4.2.1 Bi_(1-x)Pb_xCuSeO薄膜的制備32
• 4.2.2 Bi_(1-x)Pb_xCuSeO薄膜的表征32-34
• 4.2.3 Bi_(1-x)Pb_xCuSeO薄膜熱電性能的測試34
• 4.3 Bi_(1-x)Pb_xCuSeO薄膜的LITT性能測試34-39
• 4.3.1 脈沖光源35-38
• 4.3.2 連續(xù)熱源38-39
• 4.4 小結(jié)39-42
• 第5章 測試氣氛及溫度對LITT效應(yīng)影響研究42-46
• 5.1 測試氣氛對LITT效應(yīng)的影響研究42-44
• 5.1.1 脈沖光源42-43
• 5.1.2 連續(xù)光源43-44
• 5.2 測試溫度對LITT效應(yīng)的影響44-45
• 5.3 小結(jié)45-46
• 結(jié)束語46-47
• 參考文獻47-52
• 致謝52-54
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和專利54

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