BiCuSeO薄膜光誘導橫向熱電效應研究.pdf

1、光誘導橫向熱電效應(LITT效應)是由于材料塞貝克系數各向異性產生的一種特殊熱電效應，通常只能在c軸傾斜生長的薄膜或多層結構中觀測得到。該效應在高靈敏、快響應的新型光探測器領域具有重要應用前景。鉍銅硒氧（BiCuSeO）是一種新型硫屬氧化物熱電材料，目前國際上對其研究主要集中在常規熱電效應上，鮮有LITT效應的研究報道。本論文以BiCuSeO為研究對象，利用脈沖激光沉積技術(PLD)制備了c軸傾斜生長的BiCuSeO薄膜，研究了輻照激光

2、波長、能量、入射方向以及鉛摻雜和測試氣氛等對該薄膜LITT效應影響規律和機制。主要實驗結論如下：
　　1、用脈沖激光、連續激光或純熱源（如電烙鐵）對BiCuSeO薄膜表面進行輻照加熱時，均可以在平行于膜面方向觀測到明顯的開路電壓信號且 a)電壓幅值隨輻照激光波長的增加而減??；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，當激光從基片背面輻照時，電壓信號極性發生反轉。分析認為該信號源于薄膜上下表面溫差ΔTz

3、所產生的熱電壓信號，即橫向熱電效應。
　　2、研究了鉛摻雜對Bi1-xPbxCuSeO（0≤x≤0.12）薄膜LITT效應的影響，并得到了最佳摻雜條件x=0.08，制備得到高靈敏、快響應的光電探測器。實驗發現，當用紫外脈沖激光(308 nm)輻照薄膜表面時，隨著鉛摻雜量的增加，薄膜LITT效應輸出電壓信號幅值先增大后減小，在 x=0.08時達到最大值。一方面，隨著鉛摻雜量的增加，薄膜的電導率提高，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，導致薄膜ab平面和 c軸方向 Seebeck系數的差值ΔS減小。二者共同的作用使得Bi1-xPbxCuSeO（0≤x≤0.12）薄膜 LITT效應輸出電壓信號幅值出現先增大后減小的趨勢。
　　3、研究了在不同溫度及氣氛下Bi0.92Pb0.08CuSeO薄膜光電探測器的應用情況。實驗發現，當用可見連續激光（532 nm）輻照薄膜表面時，隨著溫度的降低，薄膜LITT效應輸出電壓信號幅值因ΔS減小而減