強(qiáng)關(guān)聯(lián)氧化物薄膜光（熱）感生熱電勢(shì)效應(yīng)及探測(cè)器應(yīng)用.pdf

1、傾斜襯底上生長(zhǎng)的La1-xCaxMnO3(LCMO)及YBa2Cu3O7-δ(YBCO)薄膜具有激光感生熱電勢(shì)(LITV，或激光感生電壓)效應(yīng)。我們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了傾斜襯底上生長(zhǎng)的La1-xSrxMnO3(LSMO)、La1-xPbxMnO3(LPMO)、La1-xSrxCoO3(LSCO)、Sm1-xSrxMnO3(SSMO)、La1-xBaxMnO3(LBMO)薄膜同樣具有該效應(yīng)。我們通過(guò)建立微電源網(wǎng)絡(luò)模型、瞬時(shí)平面熱源模型并結(jié)合原子層

2、熱電堆模型，得到了隨時(shí)間變化的激光感生電壓公式，從而為設(shè)計(jì)快響應(yīng)探測(cè)器件提供了理論基礎(chǔ)。依據(jù)該公式，可以對(duì)薄膜的一些參量如Seebeck系數(shù)、熱擴(kuò)散常量、光穿透深度等進(jìn)行間接的測(cè)量。實(shí)際上公式本身就提出了一種用脈沖激光測(cè)量薄膜參量的新方法。 根據(jù)該公式，從器件應(yīng)用的角度，探討了強(qiáng)關(guān)聯(lián)氧化物薄膜光(熱)探測(cè)器的設(shè)計(jì)問(wèn)題。在時(shí)間域：分析了薄膜參量對(duì)探測(cè)器的靈敏度、響應(yīng)時(shí)間和品質(zhì)因數(shù)(定義為靈敏度與響應(yīng)時(shí)間之比，即電壓信號(hào)峰值/信號(hào)上

3、升時(shí)間)的影響；此外還研究了負(fù)載電阻對(duì)薄膜探測(cè)器響應(yīng)時(shí)間的影響，發(fā)現(xiàn)負(fù)載電阻越小，則響應(yīng)越快。在頻率域：討論了薄膜參量對(duì)激光感生電壓信號(hào)的傅立葉變換幅值譜和相位譜的影響。 由公式導(dǎo)出了脈沖激光能量與激光感生電壓信號(hào)峰值之間的線性關(guān)系，并據(jù)此設(shè)計(jì)了峰值保持型寬光譜(從紅外到紫外)、快響應(yīng)的LCMO、YBCO、LSMO、LPMO及LSCO薄膜激光能量/功率計(jì)。 通過(guò)對(duì)激光感生電壓公式取時(shí)間積分，從而提出了時(shí)間積分型激光能量計(jì)

4、的設(shè)計(jì)原理，并分析了測(cè)量的誤差。 通過(guò)對(duì)激光感生電壓公式做傅立葉變換，進(jìn)而提出了傅立葉變換型激光能量計(jì)的設(shè)計(jì)原理。 分析了激光感生電壓信號(hào)的下降沿(即信號(hào)的衰減時(shí)間常量)與YBCO薄膜厚度之間的關(guān)系，得到了兩者之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，進(jìn)而提出根據(jù)激光感生電壓信號(hào)來(lái)測(cè)量YBCO薄膜厚度的一種新方法，并對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行了分析。 采用并聯(lián)電阻模型，找到了描述LITV信號(hào)的精確數(shù)學(xué)表達(dá)式，并據(jù)此進(jìn)一步提出分析物理過(guò)程的并聯(lián)模型。

5、 此外，本論文還對(duì)傳統(tǒng)型的高溫超導(dǎo)薄膜及新型的超大磁電阻薄膜測(cè)輻射熱儀做了討論。并以La0.8Sr0.2MnO3及La0.67Ca0.33MnO3-Ag薄膜為例，提出了新的計(jì)算電阻溫度系數(shù)(TCR)的洛侖茲擬合方法，另外還分析了磁場(chǎng)對(duì)La0.67Ca0.33MnO3-Ag薄膜的最大TCR系數(shù)和最大TCR系數(shù)所對(duì)應(yīng)的溫度的影響，以及磁場(chǎng)影響下，最大TCR系數(shù)和所對(duì)應(yīng)的溫度之間的關(guān)系，并指出可以采用施加磁場(chǎng)的方法來(lái)提高測(cè)輻射熱儀的工