《外場對鈣鈦礦型多鐵材料光電動力學行為的調控規律》是依託華東師範大學，由胡志高擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：外場對鈣鈦礦型多鐵材料光電動力學行為的調控規律
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：胡志高
- 依託單位：華東師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鈣鈦礦型鐵酸鉍單相多鐵材料成為當前國際研究的前沿熱點。本項目主要圍繞鐵酸鉍及其摻雜多鐵薄膜材料在外場調控下的光電特性展開系統性研究。採用從深紫外到遠紅外區極寬光譜學測量手段，結合電學輸運表征，詳細地研究它們的微觀電子能帶結構、磁光效應和光伏效應等對氧空位/缺陷、晶粒尺寸、結晶取向、金屬組分比、摻雜濃度和製備參數等的依賴性關係，進而揭示其磁光耦合和光伏效應的本徵起源。進一步研究外加溫度場和磁場對其光電動力學行為的影響，尋求多鐵材料體系中的電學、磁學和光學性質之間的相互調控行為，發現和建立利用磁場或者電場調控其光學特性的物理規律。通過本項目的開展，提出實現多鐵薄膜材料基新型光電子器件原型的新概念和新途徑。
結題摘要
本項目主要圍繞鐵酸鉍及其摻雜多鐵薄膜材料、p型導電氧化物薄膜以及二氧化釩相變材料等在外場調控下的光電特性展開系統性研究。結合自行搭建的電學輸運表征系統，採用變溫透射/反射光譜、變溫拉曼光譜以及橢圓偏振光譜等凝聚態穩態光譜技術，詳細地研究它們的微觀電子能帶結構、光電動力學行為和光電導效應等對氧空位/缺陷、晶粒尺寸、摻雜濃度和生長參數等的依賴性關係，揭示其光電躍遷和相變規律的本徵起源。進一步利用外加溫度場和磁場的調控，研究了它們的禁頻寬度、色散函式、聲子模式、載流子輸運參數以及結構躍遷等變化規律，建立了利用製備參數、摻雜以及溫度場等調控其光學特性的物理規律。通過本項目的開展，提出了實現多鐵薄膜材料基新型信息功能器件原型的新概念和新途徑。特別地，我們針對BiFeO3及其相關摻雜納米晶薄膜、p型導電金屬氧化物CuCrO2及其摻雜薄膜、VO2相變材料以及鈣鈦礦結構鐵電單晶PMNT和陶瓷PLZST等材料展開系統性的光電動力學以及輸運研究，揭示了這些氧化物材料光電動力學行為的一般規律以及外場的調控效應。取得的具體成果如下：(1) 總結了氧分壓和雷射功率對鐵酸鉍納米晶薄膜光學回響、帶間電子躍遷以及相變點的影響規律；(2) 實現了高質量p型CuMO2 (M=Ga/Cr/Mg)導電氧化物薄膜的製備，揭示了它們的光電動力學行為規律以及溫度的影響；(3) 揭示了氧化物半導體材料在金屬-絕緣體相變區光電躍遷的演化過程及外場調控效應，為新型室溫自旋器件及非製冷紅外探測器的研發奠定了物理基礎。在本項目資助下，負責人受邀出版英文專著章節1章，在國外一流學術刊物上發表SCI收錄論文37篇，其中影響因子大於3.0有21篇。申請國家發明專利3項和實用新型專利1項。培養4名博士和6名碩士，在讀博士研究生10名以及碩士研究生10名。另外在本項目資助下，1名博士生獲得“教育部博士研究生學術新人獎”；4名博士生獲得“研究生國家獎學金”；3名碩士生獲得“研究生國家獎學金”等多類獎項。以上突出的學術成果表明負責人出色地完成了本項目的各項任務，且超過了預期目標，完全達到了項目結題驗收的要求。
