snse薄膜制备及其光电性质研究

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1、硕士学位论文SnSe薄膜制备及其光电性质研究RESEARCHONTHEPREPARATIONOFSNSEFILMSANDTHEIRPHOTOELECTRICPROPERTIES郝润豹哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：V45学校代码：10213国际图书分类号：629.7密级：公开工学硕士学位论文SnSe薄膜制备及其光电性质研究硕士研究生：郝润豹导师：韩杰才教授申请学位：工学硕士学科：材料学所在单位：航天学院复材所答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:V

2、45U.D.C:629.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHEPREPARATIONOFSNSEFILMSANDTHEIRPHOTOELECTRICPROPERTIESCandidate：HaoRunbaoSupervisor：Prof.HanJiecaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsScienceAffiliation：School

3、ofAstronauticsDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要SnSe作为一种p型的窄禁带半导体材料，其体材料的直接带隙为1.3eV，可吸收大部分波段的太阳光。作为IV-VI族化合物的一员，除了具有本族化合物常见的优异性质外还具有其它特殊的性质：层状结构，具有各向异性，优异的光电和热电性质等。针对元器件的低维化，集成化的需求，材料的薄膜化已成为重要

4、发展趋势。在薄膜化的基础上，将铁电材料与半导体薄膜结合，利用铁电材料的极化性质对半导体的能带结构和传输性质进行调控，实现无源的介电器件和有源的半导体器件的结合也成为重要的研究热点之一。本文探索了利用PLD和旋涂技术进行SnSe薄膜的制备，得到不同极化方向的光铁电铌酸锂/光电半导体SnSe薄膜异质结，利用铁电材料不同方向的极化电场与外加光场耦合来调控薄膜的光电性质，得到一种双色光电探测器件。本文制得了结晶质量较好的纯相SnSe薄膜，PLD生长薄膜的速度为2nm/min。光场和极化电场耦合作用对SnSe薄膜的

5、光电性质起到了较好的调控效果。首先在暗场条件下，不同极化方向的电导产生四倍值的差距。在极化场作用下，极化方向指向薄膜的样品引入屏蔽电子，薄膜处于高阻态；极化方向背向薄膜的样品，薄膜中引入屏蔽空穴，处于低阻态。这一结论在旋涂薄膜中也得以验证。特别地，在405nm激光照射下，对于极化方向指向薄膜的样品，极化场会使铌酸锂与SnSe接触处的界面电势下降，由于接触后铌酸锂的导带位置低于SnSe导带位置，当铌酸锂发生光电子跃迁，光电子并不能向SnSe导带进行传输，而空穴可以在铌酸锂价带位置向薄膜传输，会增加薄膜光电导

6、；对于极化方向背向薄膜的样品，会使界面两侧电势能增加，铌酸锂能带向上弯曲超过SnSe能带，而在发生光电效应时，光电子可以向薄膜进行传输，降低p型薄膜的光电导。通过利用光、电场耦合调控n型CdSe半导体薄膜的结果，第五章进一步验证了调控模型。CdSe在405nm波长激光作用下出现了相反的调控现象，当极化方向指向薄膜，CdSe的光电导相比632nm照射下出现降低的现象，正是由于极化场使界面两侧的势能降低，会有空穴向薄膜传输，而在另一极化方向的样品中，极化场使界面两侧的电势增加，铌酸锂的导带高过SnSe的能带，

7、会有光电子向薄膜传输，光电导并没有降低反而会出现增加。关键词：铁电极化；铌酸锂；SnSe薄膜；光电调控；脉冲激光沉积-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTin(II)selenideaspartofalargegroupofIV-VIsemiconductorsisemergingasanimportantnarrowbandgapp-typesemiconductorwithadirectbandgapat1.30eV,whichcanabsorbmostofthebandofthesu

8、nlight.InadditiontothecommonexcellentpropertiesoftheIV-VIcompounds,thelayeredstructure,theanisotropy,theexcellentphotoelectricpropertiesandthethermoelectricproperties.Forthedemandoftheminiaturizationandintegrationof