掺杂钙钛矿钴氧化物异质结的制备及特性研究
本文采用脉冲沉积技术(PLD)分别在 n型0.7wt％Nb-SrTiO3(100)基片上制备(La1-xPrx)0.7Sr0.3CoO3(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)和La0.82Sr0.18Co1-xCrxO3(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)系列异质结。通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、低温测试系统和光电测试系统对制备的异质结的晶体结构、表面形貌、输运特性和光伏特性进行了表征及研究分析。主要结论如下： 1. XRD和AFM测试表明系列异质结样品均呈现出良好的外延生长特性，薄膜沿着基底晶向择优生长，样品表面颗粒致密均匀，起伏度较小，生长质量良好。通过椭圆偏振光谱仪测得异质结的薄膜厚度范围为90-110 nm。 2.对于(La1-xPrx)0.7Sr0.3CoO3/Nb-SrTiO3系列异质结，Pr离子的掺入导致材料的晶格结构发生改变，各异质结由于薄膜与基底晶格的失配度不同而表现出不同的输运特性。随着温度的增加，结间势垒降低，耗尽层变窄，异质结的整流特性减弱。 3.在激光的照射下，(La1-xPrx)0.7Sr0.3CoO3/Nb-SrTiO3系列异质结样品中可以测试到持续的光电压，在473 nm激光照射下的光电压高于532 nm激光照射下的光电压，x=0.8的异质结样品的光电压最大值随着温度升高而降低。对光生电压上升沿和下降沿拟合后发现下降时间常数即非平衡载流子的寿命在较大的ms量级且随温度的升高而减小。 4.在La0.82Sr0.18Co1-xCrxO3/Nb-SrTiO3系列异质结中，Cr离子掺杂量比较低的异质结样品具有很好地整流性，当掺杂比例较高时界面漏电机制主要为欧姆导电，主要是由于Cr离子与Co离子之间发生电子跃迁使得材料中的载流子浓度增加。 5.激光的照射下，在x=0和x=0.4的La0.82Sr0.18Co1-xCrxO3/Nb-SrTiO3样品中观察到持续光电压的产生，473 nm激光照射下的光电压高于532 nm激光照射下的光电压，x=0的异质结样品的光电压最大值随温度的升高先升高后降低，通过对光生电压下降沿的指数函数拟合后发现非平衡载流子寿命的下降时间常数随温度升高而减小，且低温下具有较大的值，在改善光伏器件性能方面具有比较重要的研究意义。
钙钛矿钴氧化物;输运特性;光伏特性;脉冲沉积
西安科技大学
硕士
物理电子学
赵省贵
2016
中文
O492
67
2017-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）