基于NiSe2薄膜侧向光伏效应的研究.pdf

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1、硕士学位论文基于NiSe2薄膜侧向光伏效应的研究RESEARCHONTHELATERALPHOTOVOLTAICEFFECTOFNiSe2THINFILMS何赫哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：O469学校代码：10213国际图书分类号：538密级：公开硕士学位论文基于NiSe2薄膜侧向光伏效应的研究硕士研究生：何赫导师：苗继鹏副教授申请学位：理学硕士学科：物理学所在单位：物理系答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O469SchoolCode:10213U.D.C:538SecrecyGrade:OpenDissertationfor

2、theMasterDegreeinScienceRESEARCHONTHELATERALPHOTOVOLTAICEFFECTOFNiSe2THINFILMSCandidate：HEHeSupervisor：A/Prof.MIAOJiPengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：PhysicsAffiliation：DepartmentofPhysicsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要侧向光伏效应

3、能够应用于光电探测领域以及位敏传感器领域，但在实际应用中，光电探测器件和位敏传感器等器件通常会因暴露在外界环境中而引起器件性能退化。本文就主要针对侧向光伏效应在实际应用当中的长时稳定性和紫外侧向光伏效应这两方面重点进行研究。通过选择NiSe2这一具有金属性的材料，与半导体材料构成肖特基异质结作为对侧向光伏性质进行研究的主要研究对象。通过脉冲激光沉积的技术进行薄膜制备，分别通过在两种不同类型的衬底上进行NiSe2的生长，来对其侧向光伏性质进行研究，主要研究内容如下：首先选择p-Si基片作为衬底，通过激光脉冲沉积的技术在该基片上生长出了NiSe2薄膜。利用纵向I-V曲线证明了异质结存在着内建电场

4、，这有助于光生载流子的纵向扩散与分离。通过对NiSe2/p-Si薄膜样品的侧向光伏测试，得到了200mV/mm的位置敏感度和大约2μs的弛豫时间。通过制备出不同厚度的薄膜样品，分别用不同波长的激光并且改变激光功率，测量各个样品的侧向光伏值来说明NiSe2/p-Si薄膜样品的光伏值主要是由该异质结的光电效应产生的，而不是源自于热效应。具有高载流子迁移率的反型层能够有助于载流子在薄膜表面进行快速的横向扩散，使异质结能够具有很快的弛豫时间的原因。其次，针对NiSe2薄膜侧向光伏效应长时稳定性特性进行了相关的研究。将NiSe2薄膜样品在空气中放置28天的时间后对其进行重复性测试。测试结果发现在NiS

5、e2薄膜表面仍旧能够获得将近185mV/mm的位置灵敏度和2μs左右的光伏恢复时间。这说明NiSe2薄膜样品的侧向光伏性质能够保持长期的稳定性，对其应用前景具有较大的研究意义。最后，选择SiC基片作为衬底，通过激光脉冲沉积的技术在该基片上生长出了NiSe2薄膜。利用纵向I-V曲线测试证明了异质结是具有单向导通性的，其中存在着内建电场。而内建电场的存在可以有助于光生的载流子的纵向分离。利用波长为266nm的紫外光对NiSe2/SiC薄膜样品的侧向光伏测试，也得到了超过50mV/mm的位置敏感度。在对样品进行时间分辨测试时，通过模拟外界电路，并联电阻，能够将样品的弛豫时间缩减到大约7.5μs左右

6、。分别用不同波长的激光并且改变激光功率的侧向光伏值说明NiSe2/SiC薄膜样品的光伏值主要是由该异质结的光电效应产生的。关键词：肖特基异质结；侧向光伏效应；时间稳定性；紫外光吸收-I-AbstractAbstractLateralphotovoltaiceffect(LPE)hasagoodapplicationprospectinthephotoelectricdetectionandpositionsensitivedetectors(PSDs).However,inpracticalapplications,devicessuchasphotodetectordevicesandpo

7、sition-sensitivesensorsareoftenbecomeinvalidduetoexposuretotheexternalenvironment.Thisarticlemainlyfocusesonthelong-termstabilityofthelateralphotovoltaiceffectandtheUVlateralphotovoltaiceffectinpracticalapp