拓?fù)浣^緣體近些年才被人們所熟知,作為凝聚態(tài)物理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)半導(dǎo)體材料,其與一般半導(dǎo)體不同之處體現(xiàn)在其具有表面導(dǎo)電而體態(tài)絕緣的特性,導(dǎo)電的邊緣態(tài)穿過(guò)費(fèi)米面,連接導(dǎo)帶底和價(jià)帶頂,這主要是由于拓?fù)浣^緣體材料體能帶受時(shí)間反演對(duì)稱性保護(hù)的作用。以拓?fù)浣^緣體Bi₂Se₃為例,其擁有0.3e V左右的禁帶寬度,并具有獨(dú)特的能帶結(jié)構(gòu)以及奇特的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì),而且對(duì)太陽(yáng)光有很強(qiáng)的光吸收。而Ti O₂材料作為光催化劑的典型代表,具有良好的光穩(wěn)定性和光敏性,被廣泛用于太陽(yáng)能電池、污染物降解和光電傳感器等領(lǐng)域。Bi₂Se₃與Ti O₂復(fù)合材料作用到太陽(yáng)能電池中有望提高太陽(yáng)能電池對(duì)太陽(yáng)光的利用率,在本文中將拓?fù)浣^緣體Bi₂Se₃與Ti O₂利用分子束外延法形成復(fù)合材料,成功將拓?fù)浣^緣體應(yīng)用延伸到光電探測(cè)領(lǐng)域。這將大大推進(jìn)拓?fù)浣^緣體應(yīng)用到實(shí)際生活的進(jìn)程。本文先介紹了拓?fù)浣^緣體及其復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀。實(shí)驗(yàn)利用分子束外延法...

【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.0 引言
    1.1 拓?fù)浣^緣體簡(jiǎn)介
    1.2 霍爾效應(yīng)與自旋霍爾效應(yīng)
        1.2.1 霍爾效應(yīng)
        1.2.2 自旋霍爾效應(yīng)
    1.3 三維拓?fù)浣^緣體的發(fā)展
        1.3.1 Bi₂Se₃族材料
        1.3.2 Bi₂Se₃族材料的晶格結(jié)構(gòu)
        1.3.3 Bi₂Se₃族材料的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)
    1.4 TiO₂及拓?fù)浣^緣體在光電領(lǐng)域的研究
    1.5 本文主要內(nèi)容
第二章 分子束外延法制備原理和系統(tǒng)組成
    2.1 拓?fù)浣^緣體的制備方法
        2.1.1 脈沖激光沉積法(PLD)
        2.1.2 化學(xué)氣相沉積法(CVD)
        2.1.3 金屬有機(jī)物化學(xué)氣相法(MOCVD)
        2.1.4 分子束外延法(MBE)
    2.2 分子束外延的實(shí)驗(yàn)原理及系統(tǒng)組成
        2.2.1 真空泵串并聯(lián)系統(tǒng)
        2.2.2 冷卻控溫系統(tǒng)
        2.2.3 不間斷電源系統(tǒng)
        2.2.4 真空傳樣系統(tǒng)
        2.2.5 外延生長(zhǎng)系統(tǒng)
        2.2.6 原位表征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
    2.3 本章小結(jié)
第三章 高質(zhì)量Bi₂Se₃薄膜制備流程及性能研究
    3.1 TiO₂襯底上制備高質(zhì)量Bi₂Se₃ 薄膜流程
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和原材料準(zhǔn)備
        3.1.2 真空樣品傳輸室(Load-Lock)破真空
        3.1.3 襯底準(zhǔn)備
        3.1.4 傳入襯底
        3.1.5 襯底除氣
        3.1.6 外延生長(zhǎng)Bi₂Se₃薄膜
        3.1.7 傳出生長(zhǎng)樣品
    3.2 Bi₂Se₃外延層質(zhì)量影響因素
        3.2.1 溫度條件對(duì)Bi₂Se₃薄膜質(zhì)量的影響
        3.2.2 Bi/Se流量比對(duì)Bi₂Se₃ 薄膜質(zhì)量的影響
        3.2.3 襯底因素對(duì)Bi₂Se₃薄膜質(zhì)量的影響
    3.4 本章小節(jié)
第四章 Bi₂Se₃/TiO₂復(fù)合材料光電性能研究
    4.1 Bi₂Se₃/TiO₂復(fù)合材料的制備及性能研究
        4.1.1 Bi₂Se₃/TiO₂復(fù)合材料的制備
        4.1.2 Bi₂Se₃/TiO₂復(fù)合材料XRD表征
        4.1.3 Bi₂Se₃/TiO₂復(fù)合材料SEM表征
    4.2 Bi₂Se₃/TiO₂復(fù)合材料的光吸收性能
        4.2.1 200nm⁸00nm波段的光吸收性能研究
        4.2.2 800nm¹500nm波段的光吸收性能研究
    4.3 Bi₂Se₃/TiO₂光電探測(cè)研究
        4.3.1 拓?fù)浣^緣體特性優(yōu)勢(shì)
        4.3.2 Bi₂Se₃/TiO₂光電探測(cè)器制作
    4.4 Bi₂Se₃/TiO₂探測(cè)器的光響應(yīng)
        4.4.1 波長(zhǎng)對(duì)光電探測(cè)器的影響
        4.4.2 Bi₂Se₃/TiO₂探測(cè)器的響應(yīng)度
        4.4.3 Bi₂Se₃/TiO₂探測(cè)器的高頻響應(yīng)特性
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況
    1 )參加的科研項(xiàng)目
    2 )發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：4055618