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在本论文中,作者以含时漂移,扩散模型为基础从理论出发研究了钙钛矿氧化物异质结的动态光电效应,通过自洽计算对钙钛矿氧化物异质结光电效应中出现的物理问题进行了分析和解释。本文的主要工作和取得的结论如下:
1.在漂移,扩散模型和界面Richardson热电子发射模型的基础上发展了一套描述钙钛矿氧化物异质结光电效应动态物理过程的理论模型。并对此模型进行了自洽计算。理论计算所得到的结果同我们实验结果有着很好的符合,这说明我们建立的物理模型适用于描述钙钛矿氧化物异质结光电效应。
2.在Sr-doped LaMnO3/Nb-doped SrTiO3异质结的纵向光电效应的理论计算中,作者特别分析了其中载流子浓度分布随时间的演化过程,发现在光电过程中载流子浓度随时间的变化主要是集中在异质结的空间电荷区内。这说明,随着时间演化,光掺杂效应主要是集中在空间电荷区内,进而说明光对钙钛矿氧化物异质结材料的性质的调控主要集中在空间电荷区。
3.通过理论计算,作者发现光伏效应的测量电路中并联的电阻越小光电响应的速度就会越快,但是响应的灵敏度又会被降低。作者还分析光子能量对光电响应的影响,发现光子能量越高,所导致的光电响应速度会越快而且灵敏度越高。
4.分析了传统描述横向光电效应的Lucovsky模型的缺陷,解释了为什么这套模型不能描述脉冲强激光条件下产生的横向光电效应。进而作者又以二维含时漂移.扩散模型为基础,首次建立起了一套描述动态横向光电效应的物理模型,并且克服计算中出现的困难,设计出了此模型的数值算法。然后作者又将这套模型应用到了钙钛矿氧化物异质结横向光电效应的理论计算上。
5.使用二维含时漂移-扩散模型,分析了在La0.9Sr0.1MnO3/Sr0.99Nb0.01TiO3,La0.7Sr0.3MnO3/Si异质结中发现的反常横向光电效应。并从计算上证实这种反常效应是由强脉冲激光所造成的Dember效应产生的。同时作者从计算上得到横向光电效应随着激光强度增强从正常横向光电效应向反常横向光电效应转变的过程,进一步证实了我们对钙钛矿氧化物异质结反常横向光电效应的解释。