دور درجة حرارة الركيزة على أداء كاشف الضوء BaTiO3/Si المُعد بواسطة ترسيب الليزر النبضي

ملخص في هذه الدراسة، تم استخدام طريقة ترسيب الليزر النبضي (PLD) لتصنيع أفلام BaTiO3 ذات البنية النانوية على ركيزات زجاجية وسليكون عند درجات حرارة مختلفة. أكدت التحليلات الهيكلية تشكيل BaTiO3 بلورات نانوية مع مراحل مختلطة من المربع والسداسي، وكانت أفضل بلورية وحجم جزيئات أكبر للفيلم المُودع عند 150 °م. يقل الفجوة البصرية للطاقة في بنية BaTiO3 النانوية من 3.94 إلى 3.84 إلكترون فولت مع زيادة درجة حرارة الركيزة من 60 إلى 150 °م. تُظهر أطياف الفوتولومينسنس لأفلام BaTiO3 المُودعة عند 25 و60 و100 و150 °م قمم انبعاث مُركزة عند 450 و512 و474 و531 نانومتر على التوالي. تُظهر أطياف رامان لأفلام BaTiO3 أوضاع اهتزاز E (LO)، A (TO)، E (LO) + TO، وB1. تكشف قياسات هول أن حركية فيلم BaTiO3 تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة حتى 100 °م ثم تنخفض عند 150 °م. تم دراسة خصائص التيار-الجهد للوصلة غير المتجانسة BaTiO3/p-Si، المُودعة على مدى درجات حرارة من 25 إلى 150 °م، في الظلام وتحت الاضاءة. تُظهر الوصلات غير المتجانسة خصائص تقويم، مع أفضل عامل تقويم لوصلات غير متجانسة مُعدة عند 100 °م. كانت قيم عامل المثالية للوصلات غير المتجانسة المُصنعة عند 25 و60 و100 و150 °م 4.3، 3.8، 2.8، و5 على التوالي. تكشف الدراسة عن تحسين في كل من معايير الأداء وأداء كاشف الضوء مع زيادة درجة حرارة الركيزة. تزداد الحساسية من 2.2 إلى 9.25 A/W مع ارتفاع درجة حرارة الإيداع من 25 إلى 100 °م. وُجد أن الكفاءة الاستجابية (D*) والكفاءة الكمية الخارجية (EQE) لكاشف الضوء المُعد عند درجة حرارة الركيزة المثلى 100 °م، كانت 4.62 × 10^12 جونز و114% على التوالي، عند 500 نانومتر.