[发明专利]一种铁电光伏器件及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201911126462.7 申请日: 2019-11-18
公开(公告)号: CN110943137B 公开(公告)日: 2023-05-30
发明(设计)人: 樊贞;谭政伟;成声亮 申请(专利权)人: 华南师范大学
主分类号: H01L31/032 分类号: H01L31/032;H01L31/0445;H01L31/18;B82Y40/00
代理公司: 广州骏思知识产权代理有限公司 44425 代理人: 吴静芝
地址: 510006 广东省广州市番禺区外*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 电光 器件 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种铁电光伏器件,其特征在于:包括依次层叠设置的单晶衬底、底电极、PZT薄膜和金属电极;所述PZT薄膜与所述底电极的界面形成耗尽层,所述PZT薄膜的厚度为7~50nm,且小于等于W+50nm,其中,W为耗尽层的厚度;

式中,q为电子电荷,ε0为真空介电常数,εst是PZT薄膜的静态介电常数,Neff是PZT薄膜的缺陷有效电荷密度,V′bi是有效内建电势;所述底电极为SrRuO3,所述金属电极为若干圆形电极。

2.根据权利要求1所述的铁电光伏器件,其特征在于:所述PZT薄膜为Pb(Zr0.2Ti0.8)O3

3.根据权利要求1所述的铁电光伏器件,其特征在于:所述单晶衬底为晶体取向为(001)的LaAlO3、(La,Sr)(Al,Ta)O3和SrTiO3中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的铁电光伏器件,其特征在于:所述底电极为LaNiO3、Ca0.96Ce0.04MnO3、La0.7Sr0.3MnO3和SrRuO3中的任意一种;所述金属电极为Au、Ag和Pt中的任意一种。

5.一种铁电光伏器件的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

S1、在单晶衬底上沉积一层底电极,所述底电极为SrRuO3

S2、在所述底电极表面沉积PZT薄膜,并控制所述PZT薄膜的厚度为7~50nm,且小于等于W+50nm,其中,W为耗尽层厚度;

式中,q为电子电荷,ε0为真空介电常数,εst是PZT薄膜的静态介电常数,Neff是PZT薄膜的缺陷有效电荷密度,V′bi是有效内建电势;

S3、利用电子束光刻与电子束蒸发相结合的方法,在所述PZT薄膜表面沉积金属电极,所述金属电极为若干圆形电极。

6.根据权利要求5所述的铁电光伏器件的制备方法,其特征在于:在步骤S2中采用激光脉冲法控制激光脉冲数控制所述PZT薄膜的厚度。

7.根据权利要求6所述的铁电光伏器件的制备方法,其特征在于:在步骤S2中,控制所述PZT薄膜在底电极表面的生长方向为外延生长,并形成PZT外延薄膜。

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