LiNbO3/SiO2/Si薄膜的蓝光发射

采用射频磁控溅射方法制备了LiNbO3/SiO2/Si薄膜.通过X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和傅立叶变换红外吸收光谱(FT-IR)对薄膜的物相、晶体取向和成分进行了表征.采用荧光分光光度计研究了LiNbO3/SiO2/Si薄膜的光致发光.研究结果表明:在280 nm激发光的激发下,LiNbO3/SiO2/Si薄膜在室温下发射470 nm的蓝光,来源于LiNbO3薄膜与SiO2层界面处自捕获激子的辐射复合,发现在SiO2/Si薄膜上生长LiNbO3薄膜调制SiO2/Si薄膜的发光机制.     

p-CuAlO2/(n-, p-)Si异质结的制备与电学性质

采用化学溶液法在n型和p型Si衬底上成功制备了单相CuAlO2薄膜。薄膜的电导率-温度曲线显示,薄膜在200K-300K温度范围内呈热激活导电模式,激活能约为0.3eV。电流-电压特性测试显示,p-CuAlO2/n-Si异质结具有明显的整流特性,开启电压约为1.6V,在±3V处的整流率约为35,而p-CuAlO2/p-Si同型异质结表现出类似肖特基结的电学性质,由于p-CuAlO2导电性远低于p-Si衬底,正向电流受空间电荷限制。     

用于固态纳米孔制备的单层WS2薄膜转移技术北大核心

由于单层WS2薄膜转移技术的限制,使基于WS2的固态纳米孔精确构筑成为了技术难题,限制了WS2等新型二维材料在固态纳米孔DNA测序领域的应用。在可控生长WS2单层薄膜的基础上,以在SiO2/Si衬底上生长的单层WS2薄膜为研究对象,通过改进传统的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）辅助湿法转移技术,成功地将单层WS2薄膜精确转移至纳米/微米级Si3N4窗口上。本方法具有可重复性好和操作简便等特点,特别适合小尺寸薄膜的精确转移,可推广至其他二维材料的应用,进而推动基于二维材料的固态纳米孔DNA测序技术的发展。     

GaAs/Si/AlAs异质结的带阶和GaAs生长温度的影响

用分子束外延(MBE)设备制备了GaAs/AlAs和GaAs/Si/AlAs异质结,通过XPS分别研究了异质结界面处Si层厚度为0.5ML和1ML对异质结带阶的调节,得到最大调节量为0.2eV;通过C-V法研究了异质结的GaAs层在不同温度下生长对0.5ML Si夹层的影响,得到Si夹层的空间分布随GaAs层生长温度的升高而扩散增强的温度效应,通过深能级瞬态谱(DLTS)研究了在上述不同温度下生长的GaAs层的晶体质量.     

nc-SiC/SiO_2镶嵌薄膜材料的制备、结构和发光特性

采用二氧化硅/碳化硅复合靶,用射频磁控共溅射技术和后高温退火的方法在Si(111)衬底上制备了碳化硅纳米颗粒/二氧化硅基质(nc-SiC/SiO2)镶嵌结构薄膜材料。用X射线衍射(XRD),傅里叶红外吸收(FTIR),扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)实验分析了薄膜的微结构以及光致发光特性。实验结果表明,样品薄膜经高温退火后,部分无定形SiC发生晶化,形成β-SiC纳米颗粒而较均匀地镶嵌在SiO2基质中。以280nm波长光激发薄膜表面,有较强的365nm的紫外光发射以及458nm和490nm处的蓝光发射,其发光强度随退火温度的升高显著增强,发光归结为薄膜中与Si—O相关的缺陷形成的发光中心。     

GaAs/Si/AlAs异质结的带阶和GaAs生长温度的影响

用分子束外延 (MBE)设备制备了 Ga As/ Al As和 Ga As/ Si/ Al As异质结 ,通过 XPS分别研究了异质结界面处 Si层厚度为 0 .5 ML 和 1ML 对异质结带阶的调节 ,得到最大调节量为 0 .2 e V;通过 C- V法研究了异质结的Ga As层在不同温度下生长对 0 .5 ML Si夹层的影响 ,得到 Si夹层的空间分布随 Ga As层生长温度的升高而扩散增强的温度效应 ,通过深能级瞬态谱 (DL TS)研究了在上述不同温度下生长的 Ga As层的晶体质量 .     

射频磁控溅射法制备AZO/p-Si异质结及其性能研究

利用射频磁控溅射法,在p-Si衬底上生长了Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜,并进而制备了AZO/p-Si异质结。X射线衍射仪、紫外-可见光分光光度计、四探针测试仪和霍尔效应测试仪测量表明,AZO薄膜具有良好的结晶质量、光学和电学特性。暗态下的I-V测试表明,AZO/p-Si异质结具有较好的整流特性,反向饱和电流为1.29×10-6A,±2V处的正向和反向电流之比为229.41,计算得出异质结的理想因子为2.28。在标准光照下AZO/p-Si异质结呈现出明显的光生伏特效应,这种异质结太阳电池具有2.51%的光电转换效率。     

电沉积法制备ZnO薄膜的结构与光电性能研究

以硝酸锌和硝酸钾混和溶液为电解液,采用两电极体系在SnO2;F(FTO)片和p-Si(100)衬底上用不同沉积电压制备了c轴取向的ZnO薄膜.用X-射线衍射、扫描电子显微镜和分光光度计分析了薄膜的相结构,晶粒尺寸和光吸收特性.发现薄膜的(002)衍射峰强度随着沉积电压的增加而显著增强;薄膜中晶粒为典型的六方柱状结构,且基本与衬底垂直,晶粒尺寸为200～400 nm;薄膜的光学禁带宽度为3.34 eV.光照时,ZnO/Si异质结二极管呈明显的光生电流效应.     

垂直型MoS2/C60范德华异质结的研究

研究了采用垂直堆垛方式构筑的MoS2/C60范德华异质结的特性。利用直流磁控溅射法制备Mo薄膜,对Mo薄膜进行硫化退火处理得到MoS2薄膜,采用真空蒸镀法在MoS2薄膜上沉积C60进而形成MoS2/C60范德华异质结,并制备了Au/MoS2/C60/Al结构的器件。对MoS2薄膜的晶体结构进行了分析,对MoS2,C60及MoS2/C60薄膜的喇曼光谱及光吸收特性进行了测试和表征。结果表明:经过750℃退火后的MoS2晶型为2H型;由于在MoS2和C60薄膜之间范德华力的存在,相对于生长在Si/SiO2衬底上,沉积在MoS2上的C60薄膜喇曼特征峰发生红移;MoS2/C60薄膜在可见光范围内具有明显的光吸收特性;异质结表现出良好的整流特性,通过电子导电模型分析得出电子的传输机制包含热电子发射,空间电荷限制电流传导(SCLC)和隧穿现象。     

TiO2/n-Si/p-Si及n-PS/p-PS/Si的光伏特性

在抛光的p型单晶硅上通过扩散工艺制备pn结,采用此种硅片利用阳极腐蚀法制备多孔硅(PS).用磁控溅射镀膜机在有pn结的单晶硅表面镀上一层TiO2纳米结构薄膜,并用表面光电压谱(SPS)研究了n-PS/p-PS/Si和TiO2/n-Si/p-Si的表面光伏特性.结果表明TiO2/n-Si/p-Si和n-PS/p-PS/Si的光伏效应比n-Si/p-Si在不同程度上有所提高.在300～600 ℃热处理温度范围内TiO2/n-Si/p-Si的光伏效应随温度的升高而增强,600～800 ℃范围内随温度的升高而降低.     

简易化学水浴法制备SnO2/p-Si异质结光电性能

SnO2薄膜沉积在晶硅衬底上通过一种简单化学水浴法以制备n-SnO2/p-Si异质结光电器件,该化学水浴法非常便宜和方便。采用XRD、XPS、紫外-可见光分光光度计和霍尔效应测试系统表征了SnO2薄膜的微结构、光学和电学性能,对SnO2/p-Si异质结的I-V曲线进行测试并分析,获得明显的光电转换特性。     

PMMA-CsPbBr3薄膜的结构及光电特性

CsPbBr3是一种直接带隙宽禁带半导体,具有优异的光电性能。采用喷雾法制备了不同质量分数的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)-CsPbBr3薄膜。利用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)研究了PMMA质量分数对PMMA-CsPbBr3薄膜表面形貌的影响,利用X射线衍射(XRD)对其结构进行了表征,同时还测量了材料的透射率并给出了光致发光(PL)图像,最后制成了PMMA-CsPbBr3/Au异质结型光电探测器,研究了它们的光电特性。结果表明:掺入PMMA可以显著改善PMMA-CsPbBr3薄膜表面形貌,随着加入PMMA的质量分数的增大,CsPbBr3薄膜的表面粗糙度明显下降,均方根粗糙度从311 nm降低到69.2 nm;同时PMMACsPbBr3薄膜是择优取向的;与纯CsPbBr3薄膜相比,PMMA-CsPbBr3薄膜的透射率明显增加。通过研究制备的PMMA-CsPbBr3/Au异质结型光电探测器的I-V特性,发现随着PMMA的加入,异质结器件的暗电流降低,同时其光电流密度和稳定性增加。     

MgO界面层对n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED光电性能的影响

为了较好地实现n-ZnO的电致发光(EL),利用水热法在p-GaN外延片上制备了ZnO纳米棒阵列,构造了n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED原型器件,并研究了MgO界面层对器件光电性能的影响。结果表明,n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结器件具有明显的二极管整流效应。室温、正向偏压下,n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结LED仅在430nm附近具有单一的发光峰,而n-ZnO纳米棒/MgO/p-GaN异质结LED的电致发光光谱由一个从近紫外到蓝绿光区的宽发光带组成。结合光致发光(PL)谱和Anderson能带模型,深入分析了n-ZnO纳米棒/p-GaN异质结的载流子复合机制。     

（英）磁控溅射制备纳米晶GZO/CdS双层膜及GZO/CdS/p-Si异质结光伏器件的研究

本文中,采用磁控溅射制备Ga掺杂ZnO (GZO)/CdS双层膜在p型晶硅衬底上以形成GZO/CdS/p-Si异质结器件。纳米晶GZO/CdS双层膜的微结构、光学及电学特性,通过XRD、SEM、XPS、紫外-可见光分光光度计和霍尔效应测试系统表征。GZO/CdS/p-Si异质结J-V曲线显示良好的整流特性。在±3V时,整流比IF/IR(IF和IR分别表示正向和反向电流)已达到21。结果表明纳米晶GZO/CdS/p-Si异质结具有好的二极管特性,在反向偏压下获得高光电流密度。纳米晶GZO/CdS/p-Si异质结显示明显的光伏特性。由于CdS晶格常数在GZO和晶Si之间,它能作为一个介于GZO和晶Si之间的缓冲层,能有效地减少GZO和p-Si之间的界面态。因此,我们获得了GZO/CdS/p-Si异质结明显光伏特性。     

新型SINP硅光电池C-V/I-V特性及光谱响应的研究

在p型绒面晶硅上,采用磷的热扩散形成同质pn结、低温热氧化生长超薄SiO_2层、射频磁控溅射沉积ITO减反射/收集电极膜成功制备了一种新型ITO/SiO_2/np晶硅SINP结构光电池.高质量ITO薄膜的物相结构、光学及电学特性通过X-光衍射(XRD)、紫外-可见光透射、吸收谱(UV-VIS)以及霍尔效应(Hall effect)测量系统表征.并对新型SINP光电池C-V/I-V特性及光谱响应进行详细地分析、计算.结果表明,该器件在可见光波段具有光电转换增强的响应,适合于发展成为新型结构的太阳电池及光电探测器.     

ZnO/SiC/Si异质结的光电转换特性

我们利用直流溅射制备了一系列的n-ZnO/n-SiC/p-Si和n-ZnO/p-Si异质结,通过研究他们的结构、I-V曲线、光生伏特效应和光响应谱。并且研究了他们的光电转换特性。发现n-ZnO/n-SiC/p-Si异质结的光电转换效率大约是n-ZnO/p-Si异质结的四倍。n-ZnO/n-SiC/p-Si异质结的光响应曲线也比n-ZnO/p-Si异质结强,表明n-ZnO/p-Si异质结加入3C-SiC中间层后光响应明显增强。在表面光电流谱中n-ZnO/n-SiC/p-Si异质结观察到两个拐点,而n-ZnO/p-Si异质结只观察到一个。通过以上研究可以看出3C-SiC在n-ZnO/n-SiC/p-Si异质结的光电转换中起了很大的作用.     

非晶SiOx薄膜的制备及光学特性的研究

采用双离子束共溅射方法制备了SiOx薄膜,XRD和TEM的分析表明SiOx薄膜为非晶结构,XPS分析表明样品主要是以SiO1.90的形式存在于薄膜中。其中吸收谱呈现了明显的吸收边蓝移现象,且随薄膜厚度的增加,光吸收谱中出现了较明显的宽化的吸收峰。在室温下观察到了可见光致发光（PL）现象,探测到样品有四个PL峰,它们的峰位分别为－320nm、－410nm、－560nm和－630nm,且峰位和峰强不随膜厚的增加而发生变化。     

SiC/SiO_2镶嵌结构薄膜光致发光特性研究

采用 SiC/SiO_2复合靶,用射频磁控共溅射技术和高温退火的方法制备了 SiC/SiO_2纳米镶嵌结构复合薄膜,并应用傅里叶红外吸收(FTIR),X 射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和光致发光(PL)实验分析了薄膜的结构、表面形貌以及光致发光性能。结果表明,样品经高温退火后在 SiO_2基质中有 SiC 纳米颗粒形成。以 280 nm 波长光激发样品薄膜表面,显示出较强的 365 nm 的紫外光发射以及 458 nm 和 490 nm 处的蓝光发射,其发光强度随退火温度从 800℃升高至 1 050℃而增强。其发光归结为薄膜中与 Si-O 相关的缺陷形成的发光中心。     

The influence of defects on device performance of MBE-grown Si homojunction and strained Si1-xGex/Si heterostructures

Different Si homojunction and strained Si_1-xGe_x/Si heterojunction diodes and bipolar transistors have been fabricated by Si-MBE. The effect of annealing on Si homojunction diodes and transistors are studied. It is found that annealing generally improves the Si device performance, such as the ideality factor and breakdown characteristics. The influence of⁶⁰Co γ irradiation on the Si_1-xGe_x/Si diode performances are investigated by studying the temperature dependence of their electrical characteristics, and the results are correlated with the quality of the MBE-films. γ irradiation causes a drop in material conductivity due to the generation of atom-displacement defects in the whole volume of the wafers and increases the defect density at hetero-interfaces. The forward I-V curves of Si_1-xGe_x/Si devices may shift towards lower or higher voltages, depending on the film quality and the irradiation dose. The increase of defect density in strained Si_1-xGe_x/Si films appears to occur easier for the films with lower quality. Electrical measurements and calculations show that the defect-associated tunneling process is important in current transport for these MBE grown Si homojunction and strained Si_1-xGe_x/Si heterojunction devices, which have initially medium film quality or have been treated by irradiation.     

LiNbO_3/SiO_2/Si薄膜的蓝光发射

采用射频磁控溅射方法制备了LiNbO3/SiO2／Si薄膜。通过X射线衍射（XRD）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和傅立叶变换红外吸收光谱（FT-IR）对薄膜的物相、晶体取向和成分进行了表征。采用荧光分光光度计研究了LiNbO3／SiO2／Si薄膜的光致发光。研究结果表明：在280nm激发光的激发下,LiNbO3／SiO2／Si薄膜在室温下发射470nm的蓝光,来源于LiNbO3薄膜与SiO2层界面处白捕获激子的辐射复合,发现在SiO2／Si薄膜上生长LiNbO3薄膜调制SiO2／Si薄膜的发光机制。