层状硒化物异质结的光电特性与物性研究

发布时间：2021-01-12 04:56

　　作为传统的热电材料Sb₂Te₃和Bi₂Se₃,近年来被揭示为拓扑绝缘体,而拓扑绝缘体为全新的量子物质形态,引起了越来越多的科学家的关注,其光电效应、热电效应更是研究的热点。在本论文中,采用了分子束外延（MBE）技术在P-Si（111）衬底和InP（111）A/B衬底上生长Bi₂Se₃薄膜,同时采用了物理气相沉积（PVD）在P-Si（111）衬底上生长Sb₂Te₃薄膜,以此来获得不同的异质结构。另外,采用X射线衍射（XRD）分析技术分析了薄膜的结晶质量。薄膜结晶质量的高低决定了异质结的质量,异质结的质量决定了异质结器件的质量。因此,实验中选取了质量较好的样品组装成光电探测器件。采用背入射（模拟太阳光垂直入射衬底）测定了异质结的光电性质,进一步测定了背入射的环境下异质结的外量子效率和响应速率。实验结果表明,当采用背入射方式进行实验时,P-Si（111）衬底作为天然的低通滤波片,Bi₂Se

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Bi2Se3晶体结构图[45]

电子科技大学硕士学位论文6技术生长的范德华异质结。范德华连接与共价连接等连接方式相比，连接的牢固程度比较薄弱，其优点是可以将薄膜比较容易的从衬底上剥离下来，这种薄弱的连接也为晶格失配较大时，生长薄膜提供了一种新的方法。而剥离转移技术也被应用在一些领域，如2010年，Dean等人通过湿法转移技术成功将石墨烯通过高聚物间接转移到氮化硼上。由于氮化硼是二维晶体，因此两者结合构成的是范德华异质结。后来，他们又采用了干法转移技术将石墨烯转移到氮化镓夹层中，使石墨烯的迁移率大大增加，达到了声子散射的理论极限。(a)(b)(c)图1-2导带价带对准方式区分示意图[15]。(a)Ⅰ型异质结；(b)Ⅱ型异质结，窄带隙材料的导带底在宽带隙中而价带顶在宽带隙外；(c)Ⅱ型异质结，窄带隙材料的导带底和价带顶都在宽带隙外在异质结的光学与电学性质上，按照能带对准方式不同，又分为Ⅰ型异质结和Ⅱ型异质结。图1-2(a)所示为Ⅰ型异质结得能带示意图。窄带隙材料整个带隙位置都处在宽带隙的中间，由此产生符号相反带隙差值ΔEc和ΔEv。在Ⅱ型异质结中，ΔEc和ΔEv符号是相同的，但是Ⅱ型异质结又细分为两种，如图1-2(b)和1-2(c)所示，一种是窄带隙材料的导带底在宽带隙中，而价带顶在带隙外，另一种是导带底和价带顶都在带隙外，两者能带完全错开。图1-3金属半导体接触的能带图[28]

电子科技大学硕士学位论文6技术生长的范德华异质结。范德华连接与共价连接等连接方式相比，连接的牢固程度比较薄弱，其优点是可以将薄膜比较容易的从衬底上剥离下来，这种薄弱的连接也为晶格失配较大时，生长薄膜提供了一种新的方法。而剥离转移技术也被应用在一些领域，如2010年，Dean等人通过湿法转移技术成功将石墨烯通过高聚物间接转移到氮化硼上。由于氮化硼是二维晶体，因此两者结合构成的是范德华异质结。后来，他们又采用了干法转移技术将石墨烯转移到氮化镓夹层中，使石墨烯的迁移率大大增加，达到了声子散射的理论极限。(a)(b)(c)图1-2导带价带对准方式区分示意图[15]。(a)Ⅰ型异质结；(b)Ⅱ型异质结，窄带隙材料的导带底在宽带隙中而价带顶在宽带隙外；(c)Ⅱ型异质结，窄带隙材料的导带底和价带顶都在宽带隙外在异质结的光学与电学性质上，按照能带对准方式不同，又分为Ⅰ型异质结和Ⅱ型异质结。图1-2(a)所示为Ⅰ型异质结得能带示意图。窄带隙材料整个带隙位置都处在宽带隙的中间，由此产生符号相反带隙差值ΔEc和ΔEv。在Ⅱ型异质结中，ΔEc和ΔEv符号是相同的，但是Ⅱ型异质结又细分为两种，如图1-2(b)和1-2(c)所示，一种是窄带隙材料的导带底在宽带隙中，而价带顶在带隙外，另一种是导带底和价带顶都在带隙外，两者能带完全错开。图1-3金属半导体接触的能带图[28]


本文编号：2972194