Пироэлектрический и фотовольтаический эффекты в неоднородных сегнетоэлектрических структурах

• Автор: Солнышкин, Александр Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 338 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЛЕНОЧНЫЕ ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ
1.1. Пироэлектрические свойства сегнетоэлектрических кристаллических пленок
1.2. Фотовольтаические эффекты в сегнетоэлектрических пленках
1.3. Сегнетоэлектрические полимеры и композиты на их основе
1.3.1. Электрофизические свойства полимера Р ГОГ и сополимеров
1.3.2. Композиционные материалы на основе ВЕД/7 и его сополимеров
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА,
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Сегнетоэлектрические структуры на основе пленок тиогиподифосфата олова 8п2Р2$б
2.1.2. Тонкопленочные структуры на основе керамики
цирконата титаната свинца
2.1.3. Пленочные структуры композитов на основе сополимера Р(УОР-ТгРЕ) с включениями кристаллических сегнетоэлектриков
2.1.4. Объемные сегнетоэлектрические материалы
2.2. Динамический метод исследования пироэлектрических свойств тонких
сегнетоэлектрических пленок
2.2.1. Методика определения величины пирокоэффициента в тонких сегнетоэлектрических пленках
2.2.2. Методика определения направления и степени самополяризации
в сегнетоэлектрической пленке
2.3. Описание экспериментальных установок
2.4. Методика исследования пироэлектрических свойств динамическим методом с использованием синусоидальной модуляции теплового потока
2.5. Расчет величины температурных градиентов
2.6. Методика расчета распределения величины пирокоэффициента (поляризации) по толщине сегнетоэлектрического образца

ГЛАВА 3. ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОЧНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ
СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКА - ПОЛУПРОВОДНИКА 8п2Р
ЗЛ. Диэлектрические характеристики пленок Ьп2Р28б
3.2. Пироэлектрические свойства пленок 8п2Р2Ьб
3.3. Нестационарный фототок короткого замыкания (НФТКЗ)
в пленках Ьп2Р28б
3.4. Влияние фотоактивной подсветки на НФТКЗ
3.5. Разделение вкладов пироэлектрического и фотовольтаического откликов
3.6. Эффекты старение в пленках 8п2Р28б
3.7. Электропроводность и фотопроводимость пленок 8п2Р2Ьб
3.8. Возможные механизмы возникновения фототока короткого замыкания
в пленочных гетероструктурах на основе 8п2Р28б
ГЛАВА 4. ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, ФОТОВОЛЬТАИЧЕСКИЕ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК РгТ
4.1. Диэлектрическая спектроскопия тонких пленок
цирконата титаната свинца (Р2Т)
4.1.1.Пленки Р2Т состава РЬ(Т4$г0531ГпП1Сдп/)1)03,
сформированные на стальных подложках
4.1.2.Гетероструктура перовскит - пирохлор на основе РЬ'Гг(, {П„ 703
4.2. Пироэлектрические свойства пленок состава
РЪ(Т1о,45гг(,5з3^о,(„Сс1о,о1)Оз
4.3. Влияние отжига на поведение пироотклика в пленках
РЬ(Т1о.45гго^0.о,Сфш)Оз
4.4. «Встречная» поляризация в пленках РЬ(Т10 452го.5зУ0.(нСс1(ш)Оз..
4.5. Термостимулированные токи в пленках Р2Т
4.6. Расчет формы электрических откликов тонкопленочных структур
на импульсное тепловое воздействие
4.7. Пиро- и фотоэлектрические свойства пленок PZ^ 25/
4.8. Распределение поляризации в пленках PZT 25/
4.9. Электронная эмиссия из тонких пленок РТР

ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК СОПОЛИМЕРА P(VDF-TrFE) И КОМПОЗИТОВ НА ЕГО ОСНОВЕ
5.1. Диэлектрическая спектроскопия сополимера P(VDF-TrFE)
и композитов на его основе
5.1.1. Диэлектрические свойства сополимера P(VDF-TrFE)
5.1.2. Процессы переполяризации в сополимере P(VDF-TrFE)
5.1.3. Диэлектрические характеристики композитов на основе
сополимера P(VDF-TrFE)
5.1.3.1. Композитные образцы P(VDF-TrFE)+TrC
5.1.3.2. Диэлектрические свойства пленок композита
P(VDF- Tr FE) +BPZT
5.2. Пироэлектрические свойства пленочных образцов сополимера
P(VDF-TrFE) и композитов на его основе
ГЛАВА 6. ПИРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОБЪЕМНЫХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ГЕТЕРОГЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
6.1. Пироэлектрический эффект в магнитоэлектрических композитах системы керамика PZT-феррит
6.1.1. Слоистые магнитоэлектрические композиты связности 2-2
6.1.2. Распределение поляризации в смесевых магнитоэлектрических композитах связности
6.2. Пироэлектрические свойства релаксорных сегнетоэлектриков
6.2.1. Пироэлектрический эффект и распределение поляризации
в кристаллах SBN
6.2.2. Пироэлектрические свойства керамик PMN и PMN-20PT
6.2.3. Приповерхностный слой в керамике цирконата титаната
свинца, модифицированной лантаном
6.3. Пироэлектрические свойства кристаллов ДТГС в условиях
температурного градиента
6.3.1. Влияние постоянного температурного градиента
на пироэлектрические свойства кристаллов ДТГС
6.3.2. Пироэлектрический эффект в кристаллах ДТГС в условиях нестационарного градиента температуры
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА

Film thickness (nm)
Рис. 1.7. Зависимости от толщины коэффициента а и остаточной поляризации 2РГ в пленках [Pb(Zr0 20 Т1о8о)ТЮз]. На вставке представлена петля гистерезиса для пленки толщиной 360 нм [37].
На рис. 1.8 представлены значения ФТКЗ, возникающего под действием УФ-освещения, для Pt/PZT/Pt структур. Деполяризованный образец (рабочее пятно) предварительно поляризовали постоянным электрическим полем. Время действия прикладываемого напряжения составляло 20 с, затем электроды закорачивались на электрометр. После переходного процесса темновой ток обычно спадал до нуля. Отметим, что образцы при этом были поляризованы «вверх» (направление поляризации в сторону верхнего электрода). На вставке рис. 1.8 представлено изменение фототока со временем в образце толщиной 360 нм. Видно, что после процесса переключения, спустя примерно 30 с, фототок достигает стабильного уровня.

О 100 200
Electric field (kV/cm)
Рис. 1.8. Фототок короткого замыкания в Pt/PZT/Pt - конденсаторах разной толщины в зависимости от величины и направления предварительно приложенного электрического поля. Квадратами обозначено состояние с предварительной поляризацией, направленной «вверх», и кружочками - с поляризацией, направленной «вниз». На вставке показано поведение фототока во времени для пленки толщиной 360 нм, поляризованной в поле максимальной напряженности [37].