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1、碩士學(xué)位論文SnSe薄膜制備及其光電性質(zhì)研究RESEARCHONTHEPREPARATIONOFSNSEFILMSANDTHEIRPHOTOELECTRICPROPERTIES郝潤豹哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國內(nèi)圖書分類號：V45學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：629.7密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文SnSe薄膜制備及其光電性質(zhì)研究碩士研究生：郝潤豹導(dǎo)師：韓杰才教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：材料學(xué)所在單位：航天學(xué)院復(fù)材所答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:V
2、45U.D.C:629.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHEPREPARATIONOFSNSEFILMSANDTHEIRPHOTOELECTRICPROPERTIESCandidate：HaoRunbaoSupervisor：Prof.HanJiecaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsScienceAffiliation：School
3、ofAstronauticsDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要SnSe作為一種p型的窄禁帶半導(dǎo)體材料，其體材料的直接帶隙為1.3eV，可吸收大部分波段的太陽光。作為IV-VI族化合物的一員，除了具有本族化合物常見的優(yōu)異性質(zhì)外還具有其它特殊的性質(zhì)：層狀結(jié)構(gòu)，具有各向異性，優(yōu)異的光電和熱電性質(zhì)等。針對元器件的低維化，集成化的需求，材料的薄膜化已成為重要
4、發(fā)展趨勢。在薄膜化的基礎(chǔ)上，將鐵電材料與半導(dǎo)體薄膜結(jié)合，利用鐵電材料的極化性質(zhì)對半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)和傳輸性質(zhì)進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)無源的介電器件和有源的半導(dǎo)體器件的結(jié)合也成為重要的研究熱點(diǎn)之一。本文探索了利用PLD和旋涂技術(shù)進(jìn)行SnSe薄膜的制備，得到不同極化方向的光鐵電鈮酸鋰/光電半導(dǎo)體SnSe薄膜異質(zhì)結(jié)，利用鐵電材料不同方向的極化電場與外加光場耦合來調(diào)控薄膜的光電性質(zhì)，得到一種雙色光電探測器件。本文制得了結(jié)晶質(zhì)量較好的純相SnSe薄膜，PLD生長薄膜的速度為2nm/min。光場和極化電場耦合作用對SnSe薄膜的
5、光電性質(zhì)起到了較好的調(diào)控效果。首先在暗場條件下，不同極化方向的電導(dǎo)產(chǎn)生四倍值的差距。在極化場作用下，極化方向指向薄膜的樣品引入屏蔽電子，薄膜處于高阻態(tài)；極化方向背向薄膜的樣品，薄膜中引入屏蔽空穴，處于低阻態(tài)。這一結(jié)論在旋涂薄膜中也得以驗(yàn)證。特別地，在405nm激光照射下，對于極化方向指向薄膜的樣品，極化場會使鈮酸鋰與SnSe接觸處的界面電勢下降，由于接觸后鈮酸鋰的導(dǎo)帶位置低于SnSe導(dǎo)帶位置，當(dāng)鈮酸鋰發(fā)生光電子躍遷，光電子并不能向SnSe導(dǎo)帶進(jìn)行傳輸，而空穴可以在鈮酸鋰價(jià)帶位置向薄膜傳輸，會增加薄膜光電導(dǎo)
6、；對于極化方向背向薄膜的樣品，會使界面兩側(cè)電勢能增加，鈮酸鋰能帶向上彎曲超過SnSe能帶，而在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子可以向薄膜進(jìn)行傳輸，降低p型薄膜的光電導(dǎo)。通過利用光、電場耦合調(diào)控n型CdSe半導(dǎo)體薄膜的結(jié)果，第五章進(jìn)一步驗(yàn)證了調(diào)控模型。CdSe在405nm波長激光作用下出現(xiàn)了相反的調(diào)控現(xiàn)象，當(dāng)極化方向指向薄膜，CdSe的光電導(dǎo)相比632nm照射下出現(xiàn)降低的現(xiàn)象，正是由于極化場使界面兩側(cè)的勢能降低，會有空穴向薄膜傳輸，而在另一極化方向的樣品中，極化場使界面兩側(cè)的電勢增加，鈮酸鋰的導(dǎo)帶高過SnSe的能帶，
7、會有光電子向薄膜傳輸，光電導(dǎo)并沒有降低反而會出現(xiàn)增加。關(guān)鍵詞：鐵電極化；鈮酸鋰；SnSe薄膜；光電調(diào)控；脈沖激光沉積-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractTin(II)selenideaspartofalargegroupofIV-VIsemiconductorsisemergingasanimportantnarrowbandgapp-typesemiconductorwithadirectbandgapat1.30eV,whichcanabsorbmostofthebandofthesu
8、nlight.InadditiontothecommonexcellentpropertiesoftheIV-VIcompounds,thelayeredstructure,theanisotropy,theexcellentphotoelectricpropertiesandthethermoelectricproperties.Forthedemandoftheminiaturizationandintegrationof
