可见光电导材料可以充分利用资源丰富的可见光(约占太阳光谱的43%)进行光学信息存储和信号传输,在光电子技术中发挥着极为重要的作用。钙钛矿型LaCoO₃具有独特的3d电子结构、丰富的光电磁特性,在可见光电导材料领域的应用前景广阔。论文选题采用高分子辅助沉积法制备LaCoO₃外延膜,通过对薄膜所受外延应力以及晶面取向的调节,实现对其晶体结构畸变的调控,旨在探明晶体结构畸变对LaCoO₃可见光电导响应的影响机制。研究结果表明,存在于LaCoO₃外延膜中的晶格弛豫效应,使得Co O₆八面体所受外延应力及引起的Jahn-Teller四方畸变程度随薄膜厚度增加而减弱,影响钴离子3d电子的t_2g-e_g轨道及禁带宽度,导致薄膜的可见光电导率降低。在面内张应力调控下,不同取向LaCoO₃/Sr Ti O₃薄膜的可见光电导活性依次为(111)>(110)>(100);在面内压应力调控下,不同取向LaCoO₃/La Al O₃的可见光电导活性依次为(100)>(110)>(111);这与Co O₆八面体的Jahn-Teller四方畸变方式与程度、晶面能及光生载流子传输的各向异性密切相关。另外,A位Y掺杂可与外延应力协同调控LaCoO₃的晶格畸变,随Y掺杂量的增加,La_1-xY_xCo O₃外延膜c轴外延应变及Co O₆八面体四方畸变程度增加,导致晶体场分裂能进一步降低,禁带越窄;同时,A位Y掺杂会引入部分氧空位缺陷,可有效抑制光生电子-空穴对的复合,拓展材料的可见光吸收范围,进而提高LaCoO₃外延膜的光电导性能。La_1-xY_xCo O₃薄膜在可见光照射(96m W/cm~2,外加电压1 V)下观察到光电流从0.05μA增长到0.48μA。