热壁外延制备n—PbTe／p—Pb1—xSnxTe异质结

用改进的ＨＷＥ装置，在ＢａＦ２衬底上制备ｎ－ＰｂＴｅ／ｐ－Ｐｂ１－ｘ－ＳｎｘＴｅ反型异质结的工艺及测试结果。ＳＥＭ，ＸＲＤ检测表明它是单晶异质结，Ｉ－Ｕ曲线表明它具有良好的整流特性。此外用Ｃ－Ｕ截距法测定了它的内建电热差Ｕｄ。     

陶瓷片面处理对p—PAn／n—BaTiO3复合材料性能的影响

用电化学方法在n型BaTiO3陶瓷表面进行苯胺的聚合,制备了具有p-n异质结的p-PAn/n-BaTiO3复合材料,测定了电流－电压特性曲线和压敏非线性系数α值,发现此材料具有良好的整流特性,用电子扫描显微镜分析了聚苯胺的表面形态和异质结的界面形态,讨论了陶瓷片表面的处理对异质结性能的影响。     

高真空化学气相外延炉的研制

研制出满足Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结薄膜材料生长工艺的高真空化学气相外延炉,介绍了Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结薄膜材料的生长工艺,详述了该气相外延设备的性能指标、结构组成和设计原理,并且给出了利用该设备生长Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质薄膜的实验结果。     

退火温度对ZnO/Si异质结光电转换特性的影响

采用直流反应溅射法在P-Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,XRD测量表明ZnO为沿c轴高度取向的多晶薄膜,1-V特性曲线表明,ZnO/Si异质结具有明显的整流特性.研究了退火温度对异质结光电转换特性的影响,结果显示,合适的退火温度能显著增大异质结的开路电压和短路电流,进而增大异质结的光电转换效率,经400℃退火后异质结获得最佳的转换效率.当退火温度达到或超过500℃时,异质结的反向电流迅速增加,光生电压和光生电流大幅度减小.通过对ZnO薄膜结构和电学性质的测量和分析,推测异质结的光电转换特性改变主要受ZnO薄膜的电学性质影响.     

p－聚乙炔／n－SnO_2异质结光伏特电池

用改进的Ｎａａｒｍａｎｎ方法，在ｎ型ＳｎＯ_２基片上直接合成聚乙炔，用碘液相掺杂，制成ｐ－聚乙炔／ｎ－ＳｎＯ_２异质结光伏特电池。用功率连续可调的氩离子激光器作光源，测量了电池的光伏特－电流关系曲线，并由此计算出电池的转换效率。笔者发现，对未掺杂的电池，光电转换效率很低，而掺杂可以大大提高电池的短路电流和转换效率。     

Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2异质结的制备及其光催化性能

用静电纺丝和水热法制备了Bi4Ti3O12/TiO2异质结,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对Bi4Ti3O12/TiO2异质结和TiO2纳米棒的形貌及晶体结构进行了表征和分析。其紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)表明,相比于纯TiO2纳米棒,Bi4Ti3O12/TiO2异质结的吸收带边有明显的红移,禁带宽度也有减小,说明Bi4Ti3O12/TiO2异质结的形成有利于提高样品对可见光的吸收。从光致发光图谱(PL)可见,Bi4Ti3O12/TiO2异质结在440 nm的发射峰强度明显减弱,说明Bi4Ti3O12/TiO2之间的异质结结构有效抑制了光生电子和空穴的复合。对甲基橙的紫外光催化降解结果表明,这种异质结在紫外光辐射下表现出更高的光催化活性,随着异质结浓度的增加其光催化性能明显提高。     

p—聚乙炔／n—SnO2异质结光伏特电池

用改进的Ｎａａｒｍａｎｎ方法，在ｎ型ＳｎＯ２基片上直接合成聚乙炔，用碘液相掺杂，制成ｐ－聚乙炔／ｎ－ＳｎＯ２异质结光伏特电池。用功率连续可调的氩离子激光器作光源，测量了电池的光伏特－电流关系曲线，并由此计算出电池的转换效率。笔者发现，对未掺杂的电池，光电转换效率很低，而掺杂可以大大提高电池的短路电流和转换效率。     

1.3—1.55μm GeSi异质结红外探测器的研制

采用快速加热，超低压化学气相淀积方法，在－Ｇｅ衬底上外延生长－ＧｅＳｉ－Ｓｉ薄层，首次研制成功了１．３－１．５５μｍ波段的ＧｅＳｉ异质结红外探测器，其主要参数性能优于该波段的同类型Ｇｅ探测器。     

WS2/g-C3N4异质结光催化分解水制氢性能及机制

通过溶剂蒸发和二次高温煅烧石墨相碳化氮(g-C₃N₄)纳米片和WS₂纳米片混合物构建WS₂/g-C₃N₄异质结,该异质结保留g-C₃N₄和WS₂主体结构的同时,在界面处形成化学键,确保该异质结的化学稳定性和热稳定性。光催化分解水制氢实验表明,WS₂纳米片含量为3wt%时光催化制氢速率高达68.62 μmol/h,分别是g-C₃N₄纳米片和WS₂纳米片的2.53倍和15.29倍,表明异质结的构建可大幅提升g-C₃N₄的光催化性能,循环实验表明该异质结在5次循环实验后光催化性能没有明显下降,表明该异质结的稳定性较好。光电性能测试表明异质结的构建不仅提高激发电子的转移效率,同时抑制激发电子空穴的复合率,大幅提升激发电子的利用效率,致使光催化分解水制氢速率较g-C₃N₄纳米片和WS₂纳米片大幅提升。      

ZnSe—(Zn_(1-x)Cd_xTe)_(1-y)(In_2Te_3)_y薄膜异质结光电特性

近年来,不少科技工作者从结晶学方面对Ⅱ—Ⅵ族化合物异质结制作技术进行深入地研究,制成一些具有优良性能的从可见光到近红外范围的光电器件,并获得广泛应用。一般说来,形成异质结的条件是构成异质结的材料应具有良好的相容性,要求异质结界面处原子,排列相似。但实际上由于材料的晶格常数、电子亲和能及热膨胀系数等的差异,还有制作工艺质量问题,常常在异质结界面产生大量的悬挂键和缺陷,造成结界面能带的不连续,对异质结性能产生严重影响。我们用真空蒸发方法,以Ⅱ—Ⅵ族化合物ZnSe、ZnTe及CdTe等为材料,制成ZnSe—(Zn_(1-x)Cd_xTe)_(1-y)(In_2Te_3)_y(x=0.2～0.5,y=0.02～0.07)薄膜异质结。用这种异质结作摄象管靶或其它光电器件。从结晶学来看,上述三种材料都是闪锌矿结构,理论上可以形成异质结,但由于晶格失配率大,是一种晶格不匹配异质结。本文简单叙述并讨论这种异质结的一些光电特性。     

n-BN/p-Si薄膜异质结的I-V特性

用射频溅射系统制备了BN薄膜,并且用离子注入的方法在BN薄膜中注入S,从而成功制备了n-BN/p-Si薄膜异质结,并研究了异质结的电学性质.注入S的BN薄膜是用13.56 MHz射频溅射系统沉积在p型Si(100)(5～6 Ω·cm)衬底上,靶材为h-BN靶(纯度为99.99%).离子注入时,注入离子的能量为190 keV,注入剂量为1015/cm2.对注入后的薄膜进行了退火处理(退火温度为600℃),用真空蒸镀法在异质结表面蒸镀了2 mm×5 mm的铝电极,以便测量掺杂后异质结的电学性质.实验结果表明离子注入掺杂后制备的n-BN/p-Si异质结的I-V曲线具有明显的整流特性,其正向导电特性的拟合结果表明异质结的电流输运符合"隧道-复合模型"理论.     

CuO/ZnO复合膜异质结的制备及其湿敏特性

用直流气体放电活化反应蒸发及光刻技术，在普通玻璃衬底上制备出开放式薄膜型CuO／ZnO半导体pn结。该pn结的I－U曲线呈整流特性，在室温下，正向伏安特性曲线确相对湿度的变化而改变。相对湿度增加，pn结的正向电流增大，而反向电流的变化可忽略。pn结的偏压不同，相对湿度变化所引起的电流变化不同。这种湿敏特性是由于对薄膜刻蚀图案形成的开放式pn结部分暴露于大气的结果。     

陶瓷片表面处理对p-PAn/n-BaTiO3复合材料性能的影响

用电化学方法在n型BaTiO3陶瓷表面进行苯胺的聚合,制备了具有p-n异质结的p-PAn/n-BaTiO3复合材料.测定了电流-电压特性曲线和压敏非线性系数α值,发现此材料具有良好的整流特性用电子扫描显微镜观察分析了聚苯胺的表面形态和异质结的界面形态.讨论了陶瓷片表面的处理对异质结性能的影响.     

GaN/SiC异质结正向恢复行为的数值模拟

利用Matlab编程模拟仿真了GaN/SiC异质结的正向恢复过程。讨论了GaN/SiC异质结的模型,分析了异质结的外因(外加电流变化率、温度等)及内因(N区掺杂浓度、电子迁移率等)对异质结正向峰值电压和正向恢复时间的影响,对比了GaN/6H-SiC、GaN/4H-SiC、GaN/3C-SiC三种异质结的正向恢复过程。结果表明,前述内、外因素对GaN/SiC异质结的正向恢复有明显影响,可通过调节各参数以优化GaN/SiC异质结的正向恢复过程。     

金属夹层对Ge/GaAs(100)能带偏离影响的研究

用光电发射的方法研究了碱金属Na和碱土金属Mg对Ge／GaAs（100）异质结形成及能带偏离的影响。实验结果表明，Na和Mg的薄夹层可使Ge／GaAs（100）的价带偏离分别增加0．19和0．18eV。通过Na，Mg和Al夹层的对比研究，可认为金属夹层对异质结能带偏离的影响与金属的电负性及其与衬底的相互作用有关。     

电子束蒸镀半导体光电器件的增透膜

用自动电子束蒸发设备，蒸镀用于光纤通信等中的ＧａＡｓ和ＩｎＰ系列双异质结红外发光二极管的增透膜。结果表明，对波长为０．８μｍ左右的ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ发光二极管，蒸镀四分之一波长厚的Ａｌ２Ｏ３介质膜后，其输出光功率在５０ｍＡ和１００ｍＡ电流注入，可增加２５－３５％，最大可增加－５０％。对１．３μｍ波长的ＩｎＰ系列红餐发光管，用ＺｒＯ２作介质增透膜效果更好。     

基于p+-Si与n-ZnO纳米线的p-n异质结的制备及其性质研究

利用CVD蒸汽俘获法，在p^＋硅片上制备了垂直生长的n型ZnO纳米线阵列，用XRD和SEM分析了样品的结构与形貌。测试发现样品的I-V曲线符合典型的p-n异质结特性，正向开启电压为0．5V，反向饱和电流为0．02mA。计算了异质结的理想因子η，发现当异质结两端偏压在0V-0．3V的低压区域，理想因子为1．85，而在0．3v-0．8v的高偏压区域，理想因子为8．36。解释了理想因子偏高的原因是由于金属一半导体接触以及ZnO纳米线与p^＋-si界而存在缺陷。     

Ⅱ型C2N/ZnO异质结水分解光催化剂的第一性原理研究

基于单层C₂N和ZnO,构建了一种新型2D范德华(vdW)异质结。在第一性原理下进行密度泛函理论计算，系统地研究了C₂N/ZnO异质结的光催化应用。结果表明，C₂N/ZnO异质结具有1.68 eV的直接带隙，其Ⅱ型带对准可以促使光生电子和空穴分离在不同层上。由Mulliken电荷布局分析可知，C₂N层有0.53个电子转移到ZnO层，在异质结界面处形成了一个较强的内建电场E_int,抑制了光生电子空穴对的复合。此外，C₂N/ZnO异质结的带边位置跨过了pH=2～7时的水氧化还原电位，同时拉伸应变可以增大其光催化水分解pH范围。特别地，C₂N/ZnO异质结保留了高载流子迁移率和优异的光吸收性能，太阳能-氢能(STH)转换效率可达到24.6%。因此，C₂N/ZnO异质结是一种具有应用前景的水分解光催化剂。     

气态源分子束外延InGaP／GaAs结构及其在异质结双极晶体管中的应用

本文研究了ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ异质结构的气态源分子束外延（ＧＳＭＢＥ）生长，所得样品晶格失配率△α／α＜８．９５×１０￣（－５），本底载流子浓度为１０￣（１５）ｃｍ￣（－３）数量级，掺硅ｎ型样品的载流子浓度控制范围可达２×１０￣（１５）～４×１０￣（１８）ｃｍ￣（－３）。研究了Ｐ＿２和Ａｓ＿２气氛的切换条件对ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ异质结构界面特性的影响，并成功地生长了ＩｎＧａＰ／ＧａＡｓ异质结双极晶体管（ＨＢＴ）结构材料，用此材料在国内首次制成的ＨＢＴ器件ｆｒ＝２５ＧＨｚ，ｆ＿（ｍａｘ）＝４６ＧＨｚ，电流增益β＝４０，最高可达β＝１５０。     

InGaN/AlGaN双异质结蓝光和绿光发光二极管

报道了用ＬＰ－ＭＯＶＰＥ技术在蓝宝石衬底上生长出以双掺Ｚｎ和Ｓｉ的ＩｎＧａＮ为有源区的蓝光和绿光ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ双异质结结构,并研制成功发射波长分别为４３０－４５０ｎｍ和５２０－５４０ｎｍ的蓝光和绿光ＬＥＤ。据查,这是国内首次有关六方ＧａＮ基绿光ＬＥＤ的报道。