Bi_(2)Te_(3)/Si异质结中的侧向光伏效应

碲化铋(Bi_(2)Te_(3))是一种典型的拓扑绝缘体材料,在热电、光电和自旋电子学领域具有广阔应用前景.本文采用脉冲激光沉积技术在Si衬底上制备了不同厚度的Bi_(2)Te_(3)薄膜,详细研究了Bi_(2)Te_(3)/Si异质结中的侧向光伏响应特性.结果表明,该异质结的侧向光伏响应强烈依赖于Bi_(2)Te_(3)层厚度,随厚度增加呈现先快速增加至一极值,然后逐渐减小的变化趋势.用不同波长和功率的激光照射测量时发现,该异质结具有405~808 nm的较宽响应波段,且位置灵敏度随激光功率增加而增大并最终趋于饱和,其中671 nm的侧向光伏响应性能最好,最高位置灵敏度达到3.4×10^(-2)V/mm.以上结果为研发基于Bi_(2)Te_(3)的高灵敏、宽波段光位敏探测器提供了重要参考.

硅基纳米金属光刻蚀结构的侧向光伏效应

研究目的是探索半导体异质结构下的新型光电效应,为位置灵敏传感器的设计提供新思路.利用磁控溅射镀膜技术在P型硅基衬底上生长N型Cr金属薄膜,从而得到Cr/SiO/Si的硅基纳米金属异质结构.使用纳米光刻蚀技术在金属层上按照设计的条纹图形进行光刻蚀加工,得到硅基纳米金属光刻蚀结构.在对结构进行I-V特性测量的过程中发现侧向光伏效应.使用635nm,功率5mW激光器时,其侧向光伏效应的最大灵敏度为4.844mV·mm-1,并且线性度较好.

可见激光的热致侧向光伏效应

使用波长635 nm的连续激光照射多壁碳纳米管-二氧化硅-硅(MWNTs-SiO2-Si)结构,观察侧向光伏随时间变化的瞬态响应.研究结果表明:光电压的饱和时间随着激光照射点距离两电极的距离变化而不同;照射点距离电极越远,电压达到饱和所需的时间越长.

AZO-SiO_2-Si材料中二维侧向光伏效应的研究

采用旋转涂覆法在被氧化的硅基底片上形成掺铝氧化锌(AZO)薄膜,再经过真空烘干后制成AZO-Si O2-Si金属氧化物-氧化物-半导体材料样品。使用波长785 nm、功率5 m W的激光在二维方向上扫描样品,绘制出侧向光伏与激光照射点的关系曲线图,研究其二维侧向光伏效应。激光沿一定轨迹扫描金属氧化物-氧化物-半导体结构样品后,利用Origin软件将测得的实验数据拟合成实验结果图。为了更深层次的研究AZO-Si O2-Si结构中的侧向光伏效应,根据电子跃迁、载流子扩散和能带结构理论,结合前人的研究成果建立物理模型。研究显示,作为一种新型的高精度传感器,样品电极点连线区间内测得的侧向光伏曲线灵敏度为90.35 m V·mm-1、线性相关系数为0.9987,因而AZO-Si O2-Si结构可以用作高精度位移传感器(PSD)。实验结果显示激光扫描线偏离电极连线时,线性相关系数和灵敏度都会减小。在垂直于电极连线方向上,虽然侧向光伏曲线没有良好的线性相关性和较高的灵敏度,却具有高度的对称性,AZO-Si O2-Si结构可以用作距离校准传感器(RCD)。

ITO/Si(n)异质结构的侧向光伏效应研究

本文报道了由磁控溅射技术在n型单晶Si衬底上制备不同厚度ITO异质结构的侧向光伏效应.通过不同波长和不同功率激光照射下侧向光电压的研究发现,ITO/Si(n)异质结构的位置灵敏度随着激光功率和波长增加而增大,该结果归因于光激发电子-空穴对的数量在相同波长下正比于激光功率,并且在相同功率下正比于激光波长;另外,侧向光伏效应强烈依赖于ITO薄膜的厚度,随着薄膜厚度的增加,侧向光电压和非线性度均呈指数下降,这主要是由于ITO薄膜电阻率减小诱导的表面扩散长度增加所致.我们的研究结果表明,通过合理控制ITO薄膜厚度可以得到灵敏度较高且线性度较好的侧向光电压,有望实现ITO/Si(n)异质结构在位置灵敏探测器领域的潜在应用.

太阳能电池结构材料中侧向光伏效应的研究进展

侧向光伏效应自发现以来,由于其在高精度光位置灵敏探测领域的重要应用引起了极大关注.本文主要综述近年来在Si、a-Si:H、铜铟镓硒(CIGS)、Sb2S3、GaAs/AlGaAs等几种常见太阳能电池结构材料中侧向光伏效应的研究进展,分析了层结构、厚度、掺杂、电极间距、工作温度、外偏压、光照波长和功率等条件对侧向光伏响应的影响及作用机理,同时对比了侧向光伏效应和光伏效应在工作原理上的区别和联系,最后总结了太阳能电池结构材料在光位置灵敏探测器方面所取得的研究结果,并对其未来发展方向和所面临的挑战进行了探讨和展望.