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侧向光伏效应和双极性电阻效应在Cu_2O/Si结构中的研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 04:06:22
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侧向光伏效应和双极性电阻效应在Cu_2O/Si结构中的研究【摘要】:氧化亚铜(Cu2O)因其具有无毒性、储量大、制造成本低等诸多优点,在过去的几十年被广泛地研究,主要应用于太阳能电

【摘要】:氧化亚铜(Cu2O)因其具有无毒性、储量大、制造成本低等诸多优点,在过去的几十年被广泛地研究,主要应用于太阳能电池、电致变色器件、气体/湿度探测器等器件。然而,少有研究报道Cu2O作为位移探测器、新型光控变阻器和信息存储器的应用。本论文通过磁控溅射方法在硅衬底上镀一层纳米级别厚度的Cu2O薄膜,以研究在该结构中显著的侧向光伏效应和双极性电阻效应。通过对这些效应的研究,阐明了Cu2O材料的新型光电特性,丰富了其作为光电子器件的应用前景。 本论文第一章概述了侧向光伏效应和双极性电阻效应及其应用。第二章主要介绍侧向光伏效应和双极性电阻效应的理论,通过两种理论模型解释侧向光伏和光照位置的线性关系,并利用载流子的扩散和漂移模型解释双极性电阻效应。第三章主要介绍了样品的制备及其形貌和组分分析。第四章研究了Cu2O/Si结构中的侧向光伏效应,分析了四种模式下产生不同侧向光伏值的原因,并介绍该结构在近红外激光照射下的侧向光伏效应。第五章主要研究了Cu2O/Si结构中偏压增强侧向光伏效应,并对其机制做出了相应解释。第六章介绍了Cu2O/Si结构中双极性电阻效应,并分析了激光功率对电阻效应的影响。第七章对本论文的研究工作做出了总结和展望。 【关键词】:侧向光伏效应 双极性电阻效应 Cu2O薄膜 位移探测器 异质结
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:O614.121;O646
【目录】:
  • 摘要6-8
  • ABSTRACT8-12
  • 第一章 绪论12-22
  • 1.1 侧向光伏效应概述12-14
  • 1.2 侧向光伏效应的应用14-17
  • 1.2.1 位移传感器的应用14-16
  • 1.2.2 光学转轴编码器16-17
  • 1.3 双极性电阻效应概述17-18
  • 1.4 双极性电阻效应的应用18-19
  • 1.5 氧化亚铜薄膜的应用19-21
  • 1.6 本论文的主要内容21-22
  • 第二章 侧向光伏效应及双极性电阻效应的理论22-35
  • 2.1 PN 结中的侧向光伏理论22-25
  • 2.2 金属-(氧化物-)半导体结构中的侧向光伏理论25-28
  • 2.3 侧向光伏中的 Dember 效应28-30
  • 2.4 侧向光伏中的热效应理论30
  • 2.5 双极性电阻效应理论30-33
  • 2.6 本章小结33-35
  • 第三章 样品制备及其分析与测试方法35-43
  • 3.1 衬底清洗35-36
  • 3.2 薄膜制备36-38
  • 3.2.1 直流磁控溅射36-38
  • 3.2.2 沉积率测量38
  • 3.3 形貌与组分分析38-40
  • 3.3.1 原子力显微镜39
  • 3.3.2 X 射线衍射仪(XRD)39-40
  • 3.4 Cu_2O/Si 结构的制备、结构分析和测量40-42
  • 3.5 本章小结42-43
  • 第四章 Cu_2O/Si 结构中的侧向光伏效应43-59
  • 4.1 侧向光伏效应的各项表征参数43-44
  • 4.2 Cu_2O/Si 结构的侧向光伏效应44-54
  • 4.2.1 能带结构和伏安特性44-46
  • 4.2.2 Cu_2O/Si 结构的四种侧向光伏模式46-49
  • 4.2.3 Cu_2O 薄膜厚度对侧向光伏的影响49-52
  • 4.2.4 测量电极间距对侧向光伏的影响52-54
  • 4.3 Cu_2O/Si 结构作为近红外探测器的应用54-57
  • 4.4 本章小结57-59
  • 第五章 Cu_2O/Si 结构中偏压增强侧向光伏效应59-66
  • 5.1 偏压增强的侧向光伏现象59-62
  • 5.2 偏压增强的侧向光伏原理62-64
  • 5.3 本章小结64-66
  • 第六章 Cu_2O/Si 结构中的双极性电阻效应66-71
  • 6.1 双极性电阻效应66-68
  • 6.2 薄膜厚度与电极间距对电阻效应的影响68
  • 6.3 激光功率对电阻效应的影响68-70
  • 6.4 本章小结70-71
  • 第七章 总结与展望71-74
  • 7.1 本论文工作总结71-72
  • 7.2 未来工作展望72-74
  • 参考文献74-79
  • 致谢79-80
  • 攻读硕士学位期间发表的论文80


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