BiCuSeO薄膜光誘導(dǎo)橫向熱電效應(yīng)研究.pdf

1、光誘導(dǎo)橫向熱電效應(yīng)(LITT效應(yīng))是由于材料塞貝克系數(shù)各向異性產(chǎn)生的一種特殊熱電效應(yīng)，通常只能在c軸傾斜生長(zhǎng)的薄膜或多層結(jié)構(gòu)中觀測(cè)得到。該效應(yīng)在高靈敏、快響應(yīng)的新型光探測(cè)器領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。鉍銅硒氧（BiCuSeO）是一種新型硫?qū)傺趸餆犭姴牧?，目前?guó)際上對(duì)其研究主要集中在常規(guī)熱電效應(yīng)上，鮮有LITT效應(yīng)的研究報(bào)道。本論文以BiCuSeO為研究對(duì)象，利用脈沖激光沉積技術(shù)(PLD)制備了c軸傾斜生長(zhǎng)的BiCuSeO薄膜，研究了輻照激光

2、波長(zhǎng)、能量、入射方向以及鉛摻雜和測(cè)試氣氛等對(duì)該薄膜LITT效應(yīng)影響規(guī)律和機(jī)制。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下：
　　1、用脈沖激光、連續(xù)激光或純熱源（如電烙鐵）對(duì)BiCuSeO薄膜表面進(jìn)行輻照加熱時(shí)，均可以在平行于膜面方向觀測(cè)到明顯的開路電壓信號(hào)且 a)電壓幅值隨輻照激光波長(zhǎng)的增加而減??；b)電壓幅值隨輻照激光能量的增加線性增大；c)若薄膜厚度大于光穿透深度，當(dāng)激光從基片背面輻照時(shí)，電壓信號(hào)極性發(fā)生反轉(zhuǎn)。分析認(rèn)為該信號(hào)源于薄膜上下表面溫差ΔTz

3、所產(chǎn)生的熱電壓信號(hào)，即橫向熱電效應(yīng)。
　　2、研究了鉛摻雜對(duì)Bi1-xPbxCuSeO（0≤x≤0.12）薄膜LITT效應(yīng)的影響，并得到了最佳摻雜條件x=0.08，制備得到高靈敏、快響應(yīng)的光電探測(cè)器。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用紫外脈沖激光(308 nm)輻照薄膜表面時(shí)，隨著鉛摻雜量的增加，薄膜LITT效應(yīng)輸出電壓信號(hào)幅值先增大后減小，在 x=0.08時(shí)達(dá)到最大值。一方面，隨著鉛摻雜量的增加，薄膜的電導(dǎo)率提高，使得薄膜上下表面溫差ΔTz增大；另

4、一方面，鉛摻雜使晶粒的取向性變差，導(dǎo)致薄膜ab平面和 c軸方向 Seebeck系數(shù)的差值ΔS減小。二者共同的作用使得Bi1-xPbxCuSeO（0≤x≤0.12）薄膜 LITT效應(yīng)輸出電壓信號(hào)幅值出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。
　　3、研究了在不同溫度及氣氛下Bi0.92Pb0.08CuSeO薄膜光電探測(cè)器的應(yīng)用情況。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用可見連續(xù)激光（532 nm）輻照薄膜表面時(shí)，隨著溫度的降低，薄膜LITT效應(yīng)輸出電壓信號(hào)幅值因ΔS減小而減