利用自極化BaTiO3鐵電薄膜提高ZnO紫外探測器的開關(guān)比.pdf

1、分類號：分類號：密級：密級：專業(yè)學(xué)位研究生學(xué)位論文專業(yè)學(xué)位研究生學(xué)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(guān)比器的開關(guān)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(xué)位類別學(xué)位類別工程碩士工程碩士專業(yè)學(xué)位領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位領(lǐng)域材料工程材料工程學(xué)位級別學(xué)位級別碩士碩士校內(nèi)導(dǎo)師姓名、職稱校內(nèi)導(dǎo)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(dǎo)師單位、姓名校外導(dǎo)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(xué)位授予日期

3、學(xué)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(guān)比器的開關(guān)比摘要摘要紫外傳感器在光學(xué)通訊、環(huán)境檢測和空間研究具有潛在的應(yīng)用價值，設(shè)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(jié)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(dǎo)體的載流子濃度，紫外探測器的暗電流顯著降低，開關(guān)比提高。但是，極化過程使器件的制備過程變得復(fù)雜，基于此種缺陷，本論文從結(jié)構(gòu)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(guān)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(guān)比提高約2個數(shù)量級。這種器件結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)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(guān)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(guān)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(guān)比比歐姆器件的開關(guān)比高4個數(shù)量級左右。這一結(jié)論為制作高開