硅氧化锌铌酸锂异质结的制备与性能研究-材料物理与化学专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所 取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包 含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所 涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 张冠南 2015 年 05 月 27 日 非公开学位论文标注说明 (本页表中填写内容须打印) 根据南开大学有关规定，非公开学位论文须经指导教师同意、作者本人申 请和相关部门批准方能标注。未经批准的均为公开学位论文，公开学位论文本 说明为空白。 论文题目 申请密级 □限制(≤2 年) □秘密(≤10 年) □机密(≤20 年) 必威体育官网网址期限 20 年 月 日至 20 年 月 日 审批表编号 批准日期 20 年 月 日 南开大学学位评定委员会办公室盖章(有效) 注：限制★2 年(可少于 2 年);秘密★10 年(可少于 10 年);机密★20 年(可少于 20 年) 摘要 摘要 摘要 随着科学技术的不断发展，人们对于信息存储的容量、传播的速度又提出 了更高的需求。集成光路比集成电路的传输损耗大大降低，并且具有容量很大、 速度很快的优点，完全实现之后将会大大提高能源的利用率。铌酸锂是一种多 功能光电材料，广泛用于集成光路的器件研制中。硅/铌酸锂 pn 结是光电集成 的核心器件。 铁电体光伏效应区别于经典光伏效应，能够产生比禁带宽度高多个数量级 的光生电压。但由于铁电体的电导通常较小，输出电流非常弱，因此很难直接 制备铁电体太阳能电池。相比于铌酸锂体材料的单晶，薄膜由于其微米数量级 的厚度，在偏压作用下产生比体材料高几个数量级的电流，对此，我们希望能 够将铌酸锂薄膜与太阳能电池结合，提高光电转换效率。 基于以上背景，我们开展硅基铌酸锂薄膜基础性研究，论文主要包含以下 几方面内容； 第一章，对于铌酸锂晶体的发展、特征、性能做了介绍，阐述了制备铌酸 锂薄膜的几种方法以及优缺点，然后对铁电体的光生伏打效应做了概述，最后 简述了本论文的研究意义和工作安排。 第二章，介绍了 PLD 制备铌酸锂薄膜的流程，对于改变生长参数制备得到 的铌酸锂薄膜样品进行 XRD 和 AFM 测试，得到了硅/氧化锌/铌酸锂薄膜的最佳 生长参数。 第三章，首先研究了薄膜生长时间与厚度之间的关系，然后研究了硅/氧化 锌/铌酸锂薄膜的整流特性和光伏特性。 第四章，对本论文的工作进行总结并对于之后应该进行的研究提出展望。 关键词：铌酸锂薄膜，脉冲激光沉积，异质结，光生伏打效应。 I Abst Abstract Abstract With the fast development of technology, people hope a larger capacity of information storage and higher speed of information transmission. Compare with the electronic integrated circuit, the photonic integrated circuits (PICs) has a lot of advantages, such as the propagation loss is reduced, capacity is large, transmission speed is high and so on. If this idea can be achieved, the utilization of energy will be greatly improved. Lithium niobate (LiNbO3) is a multifunctional photoelectric material, and has been applied in a series of PICs devices. Si/LiNbO3 pn junction is a key chip of optoelectronic integration.. Ferroelectric photovoltaic effect is different from classical photovoltaic effect, it can produce a high optical voltage which is several orders more than the bandgap. But due to the conductance of the f