Ho1-xCaxMnO3及Ca1-xSrxIrO3的光电导性质研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tony_tang
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窄禁带半导体具有小于0.5eV的禁带宽度而在红外探测器件等方面具有很重要的应用价值,同时窄禁带的能带结构也使得其在物理研究等方面受到人们的广泛关注。  窄禁带半导体HoMnO3作为典型的多铁材料,同时具有铁电性和铁磁性。研究者通过对掺杂Ho1-xCaxMnO3导电机制进行深入拟合分析发现,低掺杂浓度时它属于一维变程跳跃导电机制。但迄今为止在三维块体中出现一维导电模型并没得到很好的解释。  本论文首次对Ho1-xCaxMnO3进行了光电导效应测试,并对Ho1-xCaxMnO3的光电导效应随温度变化的规律进行分析。  为了解释Ho1-xCaxMnO3中难以理解的导电机制,我们引入光照这一外因,通过这来影响样品的导电性质,从另一角度得出样品的导电机制。与变温电阻的实验数据作对比分析,我们认为在Ho1-xCaxMnO3中仅存在热激活导电机制。变温电阻的实验数据无法利用热激活模型公式进行线性拟合,是由于其导电活化能随温度的升高而变宽导致的。  随后我们对其不同温度下的光电流弛豫复合现象进行了测试和拟合,得到了其弛豫时间常数随温度的升高而变大的规律。通过对弛豫时间常数随温度和掺杂比例变化的规律的分析,我们认为在Ho1-xCaxMnO3中俄歇复合是其光生载流子复合的主要机制。  此外,我们还对后钙钛矿型化合物Ca1-xSrxIrO3进行了对比试验,用于确定拟提出理论的正确性。Ca1-xSrxIrO3具有后钙钛矿结构,低掺杂浓度样品同属于窄禁带半导体。研究结果显示,随着Sr2+掺杂比例的增加,Ca1-xSrxIrO3电阻明显下降,进一步掺杂会使其最终变为金属态。我们同样对其进行了变温光电导效应和定温光电流弛豫复合效应的测试,得出了与Ho1-xCaxMnO3相似的结论,即其属于热激活导电机制,其导电活化随温度的升高而变宽,在样品中,俄歇复合起到了主要的作用。
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