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《吉林大学》 2008年
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立方氮化硼线性电光效应和紫外光电效应的研究

曹昆  
【摘要】: 本论文介绍了立方氮化硼线性电光效应和紫外光电效应的研究过程和研究结果。作者首先对两个方面的相关理论进行了阐述,之后结合材料自身的特点给出了具体的实验方案,并对实验的主要过程进行了叙述,最后结合理论对实验结果进行了分析。 本论文克服了目前缺少大尺寸cBN单晶给研究者带来的困难,根据微小尺寸cBN晶体的实际形状设计出了一个考虑了cBN单晶微小尺寸和片状八面体外形的电极装置,在经典的横向电光调制器基础上对调制器的结构做了一些调整,在实验中用650nm连续波半导体激光器在cBN单晶上实现了横向电光调制,通过得到的横向电光调制半波电压计算出了cBN单晶的线性电光张量和二阶非线性极化率张量。由于实验中在个别样品上发现有静态相位延迟,作者对静态相位延迟的产生进行了分析,并通过理论推导和计算,提出了一种补偿静态相位延迟的简便方法。在实现了横向电光调制后,作者研究了如何用微小尺寸片状八面体cBN单晶作为探头应用到集成电路的外部电光检测技术中。通过理论计算和对样品几何形状的分析,得出了片状八面体cBN单晶探头在待测电场中应该如何确定方向,之后用片状八面体cBN单晶作为探头对陶瓷微带线中的信号进行了外部电光检测,检测结果与陶瓷微带线中的被测信号相吻合。 基于研制立方氮化硼紫外光电探测器的需要,本文对立方氮化硼的紫外光电效应进行了研究。作者首先从理论上研究了立方氮化硼产生光电效应的物理机制,之后用cBN单晶制作了MSM结构的样品,并分别用氘灯和248nm准分子激光器作为光源,研究了MSM结构cBN样品的光电响应。实验发现当样品贴近氘灯的MgF窗口时有光电响应;样品在光功率密度较低的248nm的准分子激光照射下没有光响应,但是如果不断提高照射到样品有效接收面积上的准分子激光的光强,能够观察到样品的光响应。作者认为用氘灯做光源时样品以单光子吸收为主,用248nm波长的准分子激光做光源时样品以倍频吸收为主。实验还测量了样品在准分子激光照射下的击穿电压和从开始照射到发生击穿现象经历的时间。击穿过程中样品没有损坏,击穿现象可以重复。研究结果为进一步研制“日盲型”cBN紫外光电探测器奠定了基础。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O613.81

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