氧化物电致电阻变换与自束缚载流子

在多种氧化物材料和器件中观察到了可重复、可复制和可反转的电致电阻变换或电阻开关(resistance switching)行为,这种行为可能应用于不丢失信息存储,因此得到了广泛关注。由于材料和样品结构的多样性和观察到的氧化物电致电阻变换效应显现出多层次的行为,这为分析驱动机制带来了复杂性。目前,提出了多种假设来解释氧化物电阻变换效应,而最广泛使用的是的氧空位扩散(负离子迁移)形成导电细丝的模型,而导电细丝的形成和破坏对应于电阻变换效应的"开"与"关"。然而,分析不同实验组发表的大量实验结果清楚表明,氧化物电致电阻变换存在着不依赖电场极性、电致电阻变换下锰氧化物材料的电阻下降以及材料离子化学态的发生变化等重要特征。这些实验结果展示的共有主要特征清楚说明,氧化物电致电阻变换的机制应该不是电场下氧空位迁移形成导电细丝模型所描述的。认真分析和可调整超导、磁学性质等结果都表明,我们应该考虑载流子注入效应。虽然彻底理解氧化物电致电阻变换行为仍然需要进一步的研究工作,但载流子注入与自束缚载流子观点描绘出了相当合理的图像,来理解观察到的大量不同研究组发表的多种多样氧化物电致电阻变换行为实验结果。综合来看,外加电场下氧化物的电阻变换与引起的相关现象可能会开辟出一个奇异的全新研究与应用领域。

多晶MAPbBr_(3)薄膜中束缚载流子热发射复合过程

有机-无机卤化铅钙钛矿(organic inorganic lead halide perovskite,OLHP)半导体材料内部的陷阱是影响OLHP的光电性能的重要因素。为了理解多晶的甲胺溴基钙钛矿((Methylammonium)PbBr_(3),MAPbBr_(3))薄膜中陷阱对光生载流子复合的影响,本文采用了时间分辨微波光电导(time resolved microwave conductivity,TRMC)技术探究了多晶MAPbBr_(3)薄膜的光生载流子复合动力学过程。实验测量结果表明多晶MAPbBr_(3)薄膜的载流子复合过程包括自由载流子复合与束缚载流子的热发射复合两部分。其中,与束缚载流子热发射复合相关的能级远离连续带,且对应的能级深度约为0.6 eV,分布宽度约为89.2 meV。本文同时利用变激发波长TRMC对比实验,分析浅束缚光生电子与导带光生电子复合过程的差异。相比于导带上的电子,实验结果表明浅束缚电子跃迁到深束缚能级的概率更大。

硫增感AgBrI T颗粒乳剂光电子行为研究

利用微波相敏技术,获得了硫增感AgBrIT颗粒乳剂中自由光电子和束缚光电子时间衰减信号,分析了光电子衰减时间、电子陷阱效应、光电子寿命、有效陷阱深度及束缚电子转移时间与增感时间的关系,获得了最佳的增感时间、衰减时间、电子陷阱效应、光电子寿命、有效陷阱深度和转移时间数值.

微波相敏技术在光学材料特性研究中的应用

利用微波相敏技术,获得了用硫作不同时间表面处理AgBrI晶体自由光电子和束缚光电子时间衰减信号,分析了光电子衰减时间、电子陷阱效应、光电子寿命、有效陷阱深度及束缚电子转移时间与表面处理时间的关系,获得了最佳的表面处理时间为45分钟,有效陷阱深度为0.255～0.265eV。

Pt/Nb:SrTiO3肖特基结的电阻变换效应和光响应特性

制备了Pt/Nb:SrTiO3肖特基结,测试了该器件的电阻变换和光响应特性。该器件的最大阻变(resistive switching,RS)倍率达到1.1×106,有较好的翻转和保持性能,并且具有多级存储特性。对器件施加紫色(405 nm)和红色(650 nm)激光光照,可观察到明显的光响应特性,特别是器件在高阻态下的光响应具有显著的开关特性。实现了光照对Pt/Nb:SrTiO3器件阻变的调控以及电压对器件光响应的调控。对实验结果的分析表明,Pt/Nb:SrTiO3的阻变以及光响应现象来源于Pt/Nb:SrTiO3界面肖特基势垒及附近缺陷对电子的束缚/解束缚。该器件在多级阻变存储器以及多功能光电传感器中有潜在的应用价值。