bicuseo薄膜光诱导横向热电效应研究

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1、密级：学校代码：10075分类号：学号：20140916工程硕士学位论文BiCuSeO薄膜光诱导横向热电效应研究学位申请人：王莲指导教师：董国义教授闫国英副教授学位类别：工程硕士学科专业：光学工程授予单位：河北大学答辩日期：二○一六年六月ClassifiedIndex:CODE:10075U.D.CNO:20140916ADissertationfortheDegreeofM.EngineeringTheLightInducedTransverseThermoelectricEffectinBiCuSeOThinFilmsCandidate:WangLianS

2、upervisor:Prof.DongGuoyiA.P.YanGuoyingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:OpticalEngineeringUniversity:HebeiUniversityDateofOralExamination:June,2016学位论文独创性声明本人郑電声明：所呈交的学位论文，是本人在导师括导ｆ进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加ｌｉｌ标注和致棚的地方外，论文中不包含其他人己经发衷或撰写的硏究成果，也不包含为获得河北乂学或其

3、他教巧机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的巧志对本｜研究所做的任何贡献均己巧论文中作了明确的说明化表巧了致谢。作者签名：王遠．＿Ｊ：年《月円＿日欺学位论文使用授权声明本人完全了解河北大学有关保留、使用学化论艾的规定，日ｊｌ：学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论义的鱼印件和化巧扳，允许论文被查阅和借阅。学校可＾公布论文的全部或部分内容，可ｙ．采用影印、缩印或巧他赏制手段保存论文。本学位论文属于］、保密□，在年ｎＨ解密后适用本授权声明。２、小保密间。＂（请在相应方格内打Ｖ）侦护知识产权声明

4、本人为申请河北大学学位所提交的题Ｎ为（＆化０读辱楼句我也敎表詞１譯勝免的学位论文，是我个人在穿师（）畫国乂指导并与导师合作下取得的研究成果，研巧—１Ｌ－作及取得的硏巧成巧层在河北大学所捉供的研究经典及导师的研究经费资助下完成的。本人完全了解并严格尴守中华人民共和園为保护知识产权所制定的各项法律、行政法规Ｗ及河北大学的相关规定。本人声明如下：本论文的成巧归河北大学所有，未经征得指哥教师和河北大学的书＇面巧意和授权，木人保讯不Ｗ化何形式公；！「和巧播科硏成果和科研Ｘ作内巧。如果违反本声明，本人愿窗承担＾相应法徙巧任。声明人：

5、曰期：术化年１＞月、’円＇＾支違？化作者签名：日朋：年（巧ｙ「Ｉ导师签名：分Ｒ期；年＿＿月円－私可摘要摘要光诱导横向热电效应(LITT效应)是由于材料塞贝克系数各向异性产生的一种特殊热电效应，通常只能在c轴倾斜生长的薄膜或多层结构中观测得到。该效应在高灵敏、快响应的新型光探测器领域具有重要应用前景。铋铜硒氧（BiCuSeO）是一种新型硫属氧化物热电材料，目前国际上对其研究主要集中在常规热电效应上，鲜有LITT效应的研究报道。本论文以BiCuSeO为研究对象，利用脉冲激光沉积技术(PLD)制备了c轴倾斜生长的BiCuSeO薄膜，研究了辐照

6、激光波长、能量、入射方向以及铅掺杂和测试气氛等对该薄膜LITT效应影响规律和机制。主要实验结论如下：1、用脉冲激光、连续激光或纯热源（如电烙铁）对BiCuSeO薄膜表面进行辐照加热时，均可以在平行于膜面方向观测到明显的开路电压信号且a)电压幅值随辐照激光波长的增加而减小；b)电压幅值随辐照激光能量的增加线性增大；c)若薄膜厚度大于光穿透深度，当激光从基片背面辐照时，电压信号极性发生反转。分析认为该信号源于薄膜上下表面温差ΔTz所产生的热电压信号，即横向热电效应。2、研究了铅掺杂对Bi1-xPbxCuSeO（0≤x≤0.12）薄膜LITT效应的影响，并得到了最佳

7、掺杂条件x=0.08，制备得到高灵敏、快响应的光电探测器。实验发现，当用紫外脉冲激光(308nm)辐照薄膜表面时，随着铅掺杂量的增加，薄膜LITT效应输出电压信号幅值先增大后减小，在x=0.08时达到最大值。一方面，随着铅掺杂量的增加，薄膜的电导率提高，使得薄膜上下表面温差ΔTz增大；另一方面，铅掺杂使晶粒的取向性变差，导致薄膜ab平面和c轴方向Seebeck系数的差值ΔS减小。二者共同的作用使得Bi1-xPbxCuSeO（0≤x≤0.12）薄膜LITT效应输出电压信号幅值出现先增大后减小的趋势。3、研究了在不同温度及气氛下Bi0.92Pb0.08CuSeO薄

8、膜光电探测器的应用情况。实验发现，当用