钙钛矿型稀土镍酸盐RNiO 3 薄膜光电性质的研究
发布时间：2023-12-09 18:27
钙钛矿材料丰富的物理性质使其成为了凝聚态物理的研究热点,其中钙钛矿型稀土镍酸盐RNiO3(R为稀土元素,R≠La)因其独特的电子结构和易于调控的光电性质吸引了人们的注意。RNiO3是一种较宽带隙p型半导体,有助于开发和设计新型的日盲型光电探测器,在空间探索、环境监测等领域中都有着广阔的应用前景。本论文采用脉冲激光沉积技术制备了一系列钙钛矿镍酸盐薄膜,系统研究了RNiO3(R=Sm,Gd,Pr,Nd)薄膜的光电性质,详细分析了氧空位浓度、温度和电子轨道耦合等多种因素影响RNiO3性质物理机制。首先,采用脉冲激光沉积设备和高氧压退火方式在n型半导体Nb:SrTiO3基片上制备了高质量的SmNiO3和GdNiO3外延薄膜,研究了SmNiO3/Nb:SrTiO3和GdNiO3/Nb:SrTiO3 p-n结的紫外光电性质。p-n结内建电场的存在有助于光生载流...
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 钙钛矿型稀土镍酸盐的研究现状
1.2.1 钙钛矿氧化物的晶体结构
1.2.2 钙钛矿型稀土镍酸盐电学性质的研究
1.2.3 钙钛矿型稀土镍酸盐磁学性质的研究
1.2.4 钙钛矿型稀土镍酸盐光电性质的研究
1.3 光电型位敏传感器的研究现状
1.3.1 侧向光伏效应的基本原理
1.3.2 基于侧向光伏效应的位敏传感器研究现状
1.3.3 位敏传感器的多种应用
1.4 钙钛矿型稀土镍酸盐薄膜光电性质研究中存在的问题
1.4.1 钙钛矿型稀土镍酸盐薄膜光伏特性研究中存在的问题
1.4.2 钙钛矿型稀土镍酸盐薄膜电输运性质研究中存在的问题
1.5 本论文的主要研究内容
第2章 RNiO3(R=Sm,Gd)/Nb:SrTiO3紫外光电性质的研究
2.1 引言
2.2 钙钛矿型稀土镍酸盐薄膜的制备
2.2.1 脉冲激光沉积技术
2.2.2 RNiO3靶材的制备及衬底选择
2.2.3 SmNiO3外延薄膜的制备
2.3 SmNiO3/Nb:SrTiO3异质结光电性质的研究
2.3.1 SmNiO3/Nb:SrTiO3异质结的能带结构
2.3.2 SmNiO3/Nb:SrTiO3异质结的纵向光伏特性
2.3.3 SmNiO3/Nb:SrTiO3异质结的侧向光伏特性
2.4 GdNiO3/Nb:SrTiO3异质结光电性质的研究
2.5 本章小结
第3章 PrNiO3/Nb:SrTiO3紫外光电性质的研究
3.1 引言
3.2 PrNiO3/Nb:SrTiO3样品的制备及表征
3.3 生长氧分压对PrNiO3外延薄膜能带结构的影响
3.3.1 不同氧分压下制备的PrNiO3外延薄膜的能带结构
3.3.2 不同氧分压下制备的PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结的能带结构
3.3.3 PrNiO3电子结构的第一性原理计算
3.4 PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结的光伏特性研究
3.4.1 PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结的纵向光伏特性研究
3.4.2 PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结的侧向光伏特性研究
3.5 影响PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结侧向光伏效应的因素
3.5.1 氧空位浓度对PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结侧向光伏效应的影响
3.5.2 薄膜厚度对PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结侧向光伏效应的影响
3.5.3 温度对PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结侧向光伏效应的影响
3.6 异质结界面对侧向光伏超快响应的影响
3.6.1 MoS2/Si异质结超快响应的研究
3.6.2 PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结超快响应研究
3.7 本章小结
第4章 氧空位浓度对NdNiO3外延薄膜电输运性质的影响
4.1 引言
4.2 NdNiO3外延薄膜的制备及表征
4.3 氧空位浓度对NdNiO3薄膜能带宽度的影响
4.4 氧空位浓度对NdNiO3外延薄膜的金属-绝缘体相变的影响
4.5 氧空位浓度对NdNiO3外延薄膜电催化性质的研究
4.5.1 氧空位浓度对NdNiO3外延薄膜电催化析氧反应的影响
4.5.2 NdNiO3外延薄膜电催化析氧反应的稳定性
4.5.3 应力对NdNiO3外延薄膜电催化析氧反应的影响
4.6 NdNiO3电子结构的第一性原理计算
4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3871923
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 钙钛矿型稀土镍酸盐的研究现状
1.2.1 钙钛矿氧化物的晶体结构
1.2.2 钙钛矿型稀土镍酸盐电学性质的研究
1.2.3 钙钛矿型稀土镍酸盐磁学性质的研究
1.2.4 钙钛矿型稀土镍酸盐光电性质的研究
1.3 光电型位敏传感器的研究现状
1.3.1 侧向光伏效应的基本原理
1.3.2 基于侧向光伏效应的位敏传感器研究现状
1.3.3 位敏传感器的多种应用
1.4 钙钛矿型稀土镍酸盐薄膜光电性质研究中存在的问题
1.4.1 钙钛矿型稀土镍酸盐薄膜光伏特性研究中存在的问题
1.4.2 钙钛矿型稀土镍酸盐薄膜电输运性质研究中存在的问题
1.5 本论文的主要研究内容
第2章 RNiO3(R=Sm,Gd)/Nb:SrTiO3紫外光电性质的研究
2.1 引言
2.2 钙钛矿型稀土镍酸盐薄膜的制备
2.2.1 脉冲激光沉积技术
2.2.2 RNiO3靶材的制备及衬底选择
2.2.3 SmNiO3外延薄膜的制备
2.3 SmNiO3/Nb:SrTiO3异质结光电性质的研究
2.3.1 SmNiO3/Nb:SrTiO3异质结的能带结构
2.3.2 SmNiO3/Nb:SrTiO3异质结的纵向光伏特性
2.3.3 SmNiO3/Nb:SrTiO3异质结的侧向光伏特性
2.4 GdNiO3/Nb:SrTiO3异质结光电性质的研究
2.5 本章小结
第3章 PrNiO3/Nb:SrTiO3紫外光电性质的研究
3.1 引言
3.2 PrNiO3/Nb:SrTiO3样品的制备及表征
3.3 生长氧分压对PrNiO3外延薄膜能带结构的影响
3.3.1 不同氧分压下制备的PrNiO3外延薄膜的能带结构
3.3.2 不同氧分压下制备的PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结的能带结构
3.3.3 PrNiO3电子结构的第一性原理计算
3.4 PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结的光伏特性研究
3.4.1 PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结的纵向光伏特性研究
3.4.2 PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结的侧向光伏特性研究
3.5 影响PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结侧向光伏效应的因素
3.5.1 氧空位浓度对PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结侧向光伏效应的影响
3.5.2 薄膜厚度对PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结侧向光伏效应的影响
3.5.3 温度对PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结侧向光伏效应的影响
3.6 异质结界面对侧向光伏超快响应的影响
3.6.1 MoS2/Si异质结超快响应的研究
3.6.2 PrNiO3/Nb:SrTiO3异质结超快响应研究
3.7 本章小结
第4章 氧空位浓度对NdNiO3外延薄膜电输运性质的影响
4.1 引言
4.2 NdNiO3外延薄膜的制备及表征
4.3 氧空位浓度对NdNiO3薄膜能带宽度的影响
4.4 氧空位浓度对NdNiO3外延薄膜的金属-绝缘体相变的影响
4.5 氧空位浓度对NdNiO3外延薄膜电催化性质的研究
4.5.1 氧空位浓度对NdNiO3外延薄膜电催化析氧反应的影响
4.5.2 NdNiO3外延薄膜电催化析氧反应的稳定性
4.5.3 应力对NdNiO3外延薄膜电催化析氧反应的影响
4.6 NdNiO3电子结构的第一性原理计算
4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3871923
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