利用自極化BaTiO3鐵電薄膜提高ZnO紫外探測器的開關比.pdf

1、分類號：分類號：密級：密級：專業(yè)學位研究生學位論文專業(yè)學位研究生學位論文論文題目（中文）論文題目（中文）利用自極化利用自極化BaTiO3鐵電薄膜提高鐵電薄膜提高ZnO紫外探測紫外探測器的開關比器的開關比論文題目（外文）論文題目（外文）IncreasingPhotodarkCurrentRatioofZnOUltravioletDetectUsingSelfpolarizedBaTiO3FerroelectricThinFilms研究生姓

2、名研究生姓名朱小飛朱小飛學位類別學位類別工程碩士工程碩士專業(yè)學位領域?qū)I(yè)學位領域材料工程材料工程學位級別學位級別碩士碩士校內(nèi)導師姓名、職稱校內(nèi)導師姓名、職稱秦勇教授秦勇教授沈利亞副教授沈利亞副教授校外導師單位、姓名校外導師單位、姓名論文工作起止年月論文工作起止年月2014年9月至2017年4月2014年9月至2017年4月論文提交日期論文提交日期2017年4月2017年4月論文答辯日期論文答辯日期2017年5月2017年5月學位授予日期

3、學位授予日期2017年6月2017年6月校址：甘肅省蘭州市校址：甘肅省蘭州市I利用自極化利用自極化BaTiO3鐵電薄膜提高鐵電薄膜提高ZnO紫外探測紫外探測器的開關比器的開關比摘要摘要紫外傳感器在光學通訊、環(huán)境檢測和空間研究具有潛在的應用價值，設計和制作高性能的紫外傳感器迫在眉睫。鐵電材料是一種新型的功能材料，鐵電材料與紫外傳感器結合能夠調(diào)控紫外傳感器的性能，鐵電薄膜經(jīng)外部電場極化，鐵電電疇一致取向，表面極化電荷產(chǎn)生一個電場，該鐵電電場

4、降低半導體的載流子濃度，紫外探測器的暗電流顯著降低，開關比提高。但是，極化過程使器件的制備過程變得復雜，基于此種缺陷，本論文從結構方面入手，采用自極化鐵電薄膜作為鐵電調(diào)控層，不需要外部電場極化就能降低紫外探測器的暗電流，提高開關比。自極化朝下的BaTiO3薄膜作為鐵電調(diào)控層，與SiO2Si基底上ZnO歐姆器件比較，自極化BaTiO3薄膜基底上ZnO歐姆器件的電流降低約2個數(shù)量級，開關比提高約2個數(shù)量級。這種器件結構設計不但提高ZnO的紫

5、外探測性能，而且不需要外部電場極化，實用性增強。這種器件結構具有良好的穩(wěn)定性，放置100天后，ZnO歐姆器件還能維持高開關比(799)，BaTiO3鐵電薄膜的電疇未發(fā)生明顯的變化，電疇排列具有明顯的取向性。當肖特基勢壘和BaTiO3鐵電薄膜產(chǎn)生的電場同時存在時，ZnO單向肖特基器件的暗電流降低至8fA，開關比能達到9.5106，在自極化BaTiO3薄膜上，ZnO單向肖特基器件的開關比比歐姆器件的開關比高4個數(shù)量級左右。這一結論為制作高開