压电半导体的极化及接触类型研究

发布时间：2024-03-03 19:17

　　压电半导体材料兼具压电性质和半导体特性,已广泛应用在机电设备、智能器件中。极化处理是压电半导体材料制备及构件设计中的关键工艺,直接影响着其压电性能。同时,在压电半导体器件使用过程中,不可避免的会涉及到与金属电极的接触。不同的接触类型对应不同的边界条件,而边界条件对压电半导体多场分析至关重要。针对上述两方面内容,本文主要工作如下:1.研制多样性的极化实验装置,实现了对压电半导体材料的极化处理。利用该装置对GaN压电半导体进行了极化处理,并对极化后材料的性能进行了系统研究,结果发现:1)极化使GaN具备了压电性能,改变了材料本身的力电性能参数;2)极化显著提高了压电半导体的导电能力;3)极化改变了GaN压电半导体的弯曲强度。2.根据探针法测试原理,设计了一种快速测试金属-半导体接触类型及接触电阻的实验装置。利用该装置判定了烧结型金属Ag电极和GaN的接触类型。实验结果表明,无论GaN是否极化,与Ag的接触类型均为肖特基接触;同时,根据该装置测试的材料的I-V特性,进一步验证了极化与压电半导体电流传输性能间的关联。

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1压电材料在极化过程的电畴变化示意图

使得晶粒内的电畴只能在一定程度上按原外加电场方向取向，如图2.1（c），此时，材料内部的极化强度不再为零[81]。这种极化强度，称被为剩余极化。

图2.3多工位夹持装置三维设计图

根据实际中常见的PZT压电陶瓷的极化条件，要求夹具装置耐高温，能固定不同形状尺寸的试样，同时可对多个试样及不同方向进行极化。为此，设计一种新的多工位夹持装置，其三维设计图如图2.3所示。图2.3多工位夹持装置三维设计图

图2.4多工位夹持装置

极化压头及装夹工位的数量可根据实际极化需求适当增加或减少，本实验每次极化3个试样，选择3个极化压头和装夹工位，能够满足高45mm内试样的极化。根据设计要求，夹持装置如图2.4所示。图2.4多工位夹持装置

图2.5加热及保温结构示意图

[89]。图2.5加热及保温结构示意图2.3.3多通道高压电源图2.6是极化装置中的多通道高压电源。从图中可以看出，耐压仪导线连接高压电源，给极化提供电压，其余输出线分别连接到三个夹持工位上，对应连接试样。

本文编号：3918258