[發(fā)明專利]一種利用鐵電性和壓電光電子學效應提高BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)光電性能的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010619045.2
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111725337A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 鄭海務;張遠征;蔣俊華;丁震宇;張亞菊;種櫸
• 申請（專利權(quán)）人: 河南大學
• 主分類號: H01L31/0336
• 分類號: H01L31/0336;H01L31/072;H01L31/18;B82Y10/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 鄭州豫乾知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 41161
• 代理人: 李保平

1.一種利用鐵電性和壓電光電子學效應提高BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)光電性能的方法，其特征在于，通過對BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件施加脈沖偏壓，調(diào)用BLFO鐵電性，BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件調(diào)用BLFO的鐵電性后，對BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件施加壓應變引入壓電光電子學效應，達到同時調(diào)用鐵電性和壓電光電子學效應的目的，以增強載流子的總驅(qū)動力，并測試BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)的光電性能，其中，所述BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件采用BLFO鐵電薄膜和ZnO納米線陣列形成，BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件的上電極是通過磁控濺射制備的ITO電極，BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件利用鹽酸擦拭除去ZnO，利用氫氟酸在BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件上擦拭除去BLFO，露出的FTO做為下電極，再利用銀漿和銅導線引出電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鐵電性和壓電光電子學效應提高BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)光電性能的方法，其特征在于，調(diào)用BLFO鐵電性過程為：通過keithley2400數(shù)字源表的正接線端接BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件的上電極ITO，負接線端接BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件的下電極FTO，利用keithley2400數(shù)字源表產(chǎn)生一個持續(xù)1秒鐘的+10V電壓和一個持續(xù)1秒鐘的-10V電壓，極化BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件，以調(diào)用BLFO的鐵電性。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用鐵電性和壓電光電子學效應提高BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)光電性能的方法，其特征在于，引入壓電光電子學效應過程：BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件調(diào)用BLFO的鐵電性后，在BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件上方放置一個薄的蓋玻片，壓電馬達的壓應力施加在蓋玻片上，蓋玻片使應力均勻施加在BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件上方，之后通過壓電馬達施加納米級的位移，以使BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件收到壓應變，引入壓電光電子學效應。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用鐵電性和壓電光電子學效應提高BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)光電性能的方法，其特征在于，通過對BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)器件施加應變，開路電壓和短路電流從零應變下的0.379V和0.271mA/cm²增加到了-2.3％壓應變下的0.397V和0.370mA/cm²，分別提升了4.8％和36.4％，在保持-2.3％的壓應變的同時，施加正向電場極化之后，開路電壓和短路電流提高到0.411V和0.419mA/cm²，與0應變下的測試結(jié)果相比，提升了8.4％和54.6％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鐵電性和壓電光電子學效應提高BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)光電性能的方法，其特征在于，采用溶膠凝膠法制備BLFO薄膜，具體步驟為：制備BLFO的前驅(qū)體液，采用旋涂法制備BLFO鐵電薄膜。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用鐵電性和壓電光電子學效應提高BLFO/ZnO異質(zhì)結(jié)光電性能的方法，其特征在于，BLFO的前驅(qū)體液的制備方法：采用五水硝酸鉍[Bi(NO₃)₃·5H₂O]、九水硝酸鐵[Fe(NO₃)·9H₂O]、六水硝酸鑭[La(NO₃)₃·6H₂O]作為原材料，稱取五水硝酸鉍[Bi(NO₃)₃·5H₂O]的質(zhì)量為1.36g，六水硝酸鑭[La(NO₃)₃·6H₂O]稱取0.1948g，九水硝酸鐵[Fe(NO₃)·9H₂O]稱取1.2120g，并將上述藥品放入4ml乙二醇甲醚中，以400r/min的轉(zhuǎn)速攪拌至藥品完全溶解，再加入2ml冰醋酸和3ml的乙酸酐作為脫水劑，繼續(xù)攪拌，至到溶液冷卻到室溫為止，最后加入乙二醇甲醚，調(diào)整溶液體積為10ml，濃度為0.3mol/L，繼續(xù)攪拌12h，溶液放置24h，使完全陳化。