Межзеренный фотовольтаический эффект в тонкопленочных сегнетоэлектрических структурах M/Pb(Zr,Ti)O3/M

• Автор: Делимова, Любовь Александровна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 206 с. : ил.

Оглавление

Введение

Глава 1. Описание исследуемых образцов

§1.1 Технологические характеристики исследуемых М/Т^Т/М

структур

§ 1.2. Характеристика изготовленных РХТ пленок

§ 1.3. Исследуемые РИТ пленки как наноструктурированная среда

§ 1.4. Электрические характеристики изготовленных М/РИТ/М

структур

Заключение к главе

Глава 2. Экспериментальные методы исследования
образцов
Введение
§2.1 Метод измерения гистерезисных петель Сойера-Тауэра
§ 2.2 Измерение вольтамперных зависимостей СЭ конденсаторов
§ 2.3 Измерение токов заряда/разряда СЭ конденсаторов от времени
§ 2.4 Измерение фототока в СЭ конденсаторах
Заключение к главе
Глава 3. Измерение фотоотклика в М/РгТ/М структурах
§ 3.1 Литературный обзор работ по измерению фотоотклика Р2Т
пленок
§ 3.2 Измерение фотоотклика в М/РгТ/М структурах
3.2.1 Зависимость фототока от направления поляризации

3.2.2 Зависимость фототока от величины поляризации
3.2.3 Спектральная зависимость фототока
Заключение к главе
Глава 4. Двумерная модель межзеренного фотовольтаического
эффекта в МЯ^Т/М структурах
§ 4.1 Концепция наблюдаемого в М/Р7Т/М структурах ФВ эффекта
§ 4.2 Двумерная модель межзеренного ФВ эффекта в М/Р2Т/М
структурах
4.2.1 Проводимость сегнетоэлектрического РТТ и полупроводникового РЬО
4.2.2. Описание уравнений модели межзеренного ФВ эффекта
4.2.3 Граничные условия по току на интерфейсе канал/электрод
4.2.4 Зависимость поляризации от электрического поля
§ 4.3 Моделирование межзеренного фотовольтаического эффекта
4.3.1 Поляризация РСРЕТЛг структуры внешним смещением
4.3.2 Поляризованная ?1РТ!х структура в условиях короткого замыкания
4.3.3 Облучение светом поляризованной короткозамкнутой РГРХТ/Тг структуры
4.3.4 Сравнение измеренной и рассчитанной зависимостей фототока от величины остаточной поляризации
Заключение к главе
Глава 5. Исследование фотоэдс межзеренного фотовольтаического эффекта в МЯ^Т/М
структурах
§ 5.1 Литературный обзор работ по исследованию фотоэдс при
облучении Р2Т пленок светом УФ диапазона
§ 5.2 Измерение фотоэдс межзеренного фотовольтаического
эффекта

§ 5.3 Метод измерения встроенного поля в межзеренных каналах
М/РгТ/М структур
Заключение к главе
Глава 6. Экспериментальное исследование сохранения фотовольтаического эффекта и удержания поляризации со временем в однажды
поляризованных М/РХТ/М структурах
§ 6.1 Введение
§ 6.2 Литературный обзор работ по исследованию удержания
поляризации в РХТ пленках
§ 6.3 Экспериментальное исследование удержания поляризации и
компенсации поляризационного заряда в исследуемых М/РХТ/М структурах
6.3.1 Введение
6.3.2 Экспериментальное исследование долговременной релаксации фототека короткого замыкания в исследуемых М/Р2Т/М структурах
6.3.3 Релаксация фототека короткого замыкания в исследуемых М/РгТ/М структурах
Заключение к главе
Глава 7. Численное исследование компенсации поляризационного заряда на границах зерен в
исследуемых МЛ^Т/М структурах
§ 7.1 Литературный обзор работ по экранированию поляризационного
заряда в сегнетоэлектриках
§ 7.2 Численное исследование компенсации поляризационного заряда на
границах зерен в исследуемых М/РХТ/М структурах
7.2.1 Экранирование поляризационного заряда собственными
носителями канала

Глава 2. Экспериментальные методы исследования образцов Аннотация
В главе 2 описаны экспериментальные методы исследований тонкопленочных конденсаторных структур M/PZT/M, проводимых в настоящей работе.
Введение
Важнейшими характеристиками исследуемых тонкопленочных конденсаторов с СЭ пленкой M/PZT/M являются:
• Петли сегнетоэлектрического гистерезиса
• Вольтамперные зависимости на постоянном токе
• Переходные токи заряда/разряда СЭ емкости
Для изучения этих характеристик были разработаны и введены в действие следующие экспериментальные методики:
- (1) Исследование сегнетоэлектрического гистерезиса по методу Сойера-Тауэра (Sawyer-Tower). Установка собрана на основе контроллера National Instruments (N1) 6014 DAQ, программное обеспечение написано в среде Lab View.
- (2, 3) Исследование электрических свойств СЭ конденсаторов в
пикоамперном диапазоне постоянного тока. Установка собрана на основе прибора Keithley 6487, который является одновременно и источником постоянного напряжения и пикоамперметром. Программное обеспечение для двух типов измерений создано в среде LabView.
Во всех электрических измерениях верхний электрод структуры M/PZT/M заземлялся, и внешнее смещение подавалось на нижний электрод.