PZT鐵電薄膜光伏型紫外—近紅外探測(cè)器的研究.pdf

1、近年來，紫外探測(cè)技術(shù)在軍民兩方面的應(yīng)用都得到了廣泛的發(fā)展。固體探測(cè)器的材料具有較大的禁帶寬度，而且可以有選擇性地工作在紫外波段，因此成為了紫外探測(cè)器發(fā)展的方向。鐵電材料因其優(yōu)良的鐵電、壓電、介電、熱釋電、聲光以及非線性光學(xué)特性，而被廣泛地應(yīng)用于微電子和光電子等領(lǐng)域。鐵電材料具有自發(fā)極化的能力，并進(jìn)一步誘導(dǎo)產(chǎn)生退極化場(chǎng)。此外鐵電薄膜的體光伏效應(yīng)在特定波長(zhǎng)的光照下能夠產(chǎn)生較大的輸出電壓，這種優(yōu)良的光電特性使得鐵電材料在紫外-紅外探測(cè)方面具有

2、廣泛的應(yīng)用前景。由于Si襯底對(duì)于紫外-可見光波段范圍內(nèi)的光有吸收作用，因此我們選擇了K9玻璃作為實(shí)驗(yàn)的襯底材料。但是在非晶體上很難生長(zhǎng)出性能良好的陶瓷晶體材料，因此首先我們研究了K9玻璃襯底上制備LNO薄膜的工藝。通過磁控濺射技術(shù)和后退火方法在K9玻璃上成功生長(zhǎng)出了性能良好的LNO薄膜。目前鐵電薄膜的生長(zhǎng)一般是在高溫下進(jìn)行的，而K9玻璃不能長(zhǎng)時(shí)間的承受高溫。本文的另一主要工作就是利用磁控濺射技術(shù)在較低的溫度下制作出性能良好的探測(cè)器樣品。

3、
　　 本研究主要內(nèi)容包括：⑴在K9玻璃襯底上生長(zhǎng)LaNiO3(LNO)薄膜分別作為緩沖層和底電極，通過XRD測(cè)試發(fā)現(xiàn)在室溫下生長(zhǎng)的LNO薄膜經(jīng)500℃、30min后退火處理后具有(110)高擇優(yōu)取向;通過紫外-可見分光光度計(jì)測(cè)試及計(jì)算發(fā)現(xiàn)LNO薄膜經(jīng)過后退火處理后對(duì)于不同波段光的吸收具有明顯的選擇性;通過對(duì)電阻率的測(cè)量發(fā)現(xiàn)后退火處理使得LNO薄膜的電阻率有了明顯的減小。⑵在制備好的LNO(110)襯底上，濺射生長(zhǎng)PZT薄膜，通

4、過分析對(duì)比不同濺射工藝對(duì)于樣品的影響，最后在襯底溫度550℃、濺射功率93 W、濺射時(shí)間3h、濺射氣壓1.9 Pa的工藝條件下制備了鐵電性能較好的鈣鈦礦相PZT鐵電薄膜;通過U-4100紫外-可見分光光度計(jì)測(cè)試、計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，樣品在300nm波長(zhǎng)處的吸收率達(dá)到了80％; TD-88A鐵電測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在5V的測(cè)試電壓下PZT薄膜的剩余極化為31.3μC/cm2;樣品在功率為50W的鹵素?zé)粽丈湎拢ㄟ^Keithley6514靜電計(jì)測(cè)量