PZT鐵電薄膜光伏型紫外—近紅外探測器的研究.pdf

1、近年來，紫外探測技術在軍民兩方面的應用都得到了廣泛的發(fā)展。固體探測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特性，而被廣泛地應用于微電子和光電子等領域。鐵電材料具有自發(fā)極化的能力，并進一步誘導產(chǎn)生退極化場。此外鐵電薄膜的體光伏效應在特定波長的光照下能夠產(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-紅外探測方面具有

2、廣泛的應用前景。由于Si襯底對于紫外-可見光波段范圍內的光有吸收作用，因此我們選擇了K9玻璃作為實驗的襯底材料。但是在非晶體上很難生長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。通過磁控濺射技術和后退火方法在K9玻璃上成功生長出了性能良好的LNO薄膜。目前鐵電薄膜的生長一般是在高溫下進行的，而K9玻璃不能長時間的承受高溫。本文的另一主要工作就是利用磁控濺射技術在較低的溫度下制作出性能良好的探測器樣品。

3、
　　 本研究主要內容包括：⑴在K9玻璃襯底上生長LaNiO3(LNO)薄膜分別作為緩沖層和底電極，通過XRD測試發(fā)現(xiàn)在室溫下生長的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-可見分光光度計測試及計算發(fā)現(xiàn)LNO薄膜經(jīng)過后退火處理后對于不同波段光的吸收具有明顯的選擇性;通過對電阻率的測量發(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PZT薄膜，通

4、過分析對比不同濺射工藝對于樣品的影響，最后在襯底溫度550℃、濺射功率93 W、濺射時間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-可見分光光度計測試、計算分析發(fā)現(xiàn)，樣品在300nm波長處的吸收率達到了80％; TD-88A鐵電測試系統(tǒng)測試發(fā)現(xiàn)，在5V的測試電壓下PZT薄膜的剩余極化為31.3μC/cm2;樣品在功率為50W的鹵素燈照射下，通過Keithley6514靜電計測量