掺杂浓度对AZO薄膜结构和性能的影响

采用溶胶–凝胶工艺在玻璃基片上制备出Al3+掺杂型的ZnO(AZO)透明导电薄膜,对薄膜进行了XRD和SEM分析,并对其光电性能作了详细的研究。结果表明薄膜为纤锌矿型结构,呈c轴方向择优生长;薄膜的可见光透过率可达80%以上;Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜的电阻率为1.5×10–2~8.2×10–2?·cm。     

Ⅲ A元素掺杂对ZnO电子结构的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理缀加投影波赝势法,分别对ZnO、掺B、Al、Ga、In的ZnO的电子结构进行计算.与未掺杂ZnO相比,Ⅲ A族元素掺杂ZnO的光学带隙变宽,可见光透光能力增强、费米能级进入导带,导电能力提高,适合作透明导电膜,其中Ga掺杂ZnO的透明性和导电性更好,最适合做透明导电膜.     

溅射功率对Zr,Al共掺杂ZnO薄膜结构和性能的影响

室温下,采用直流磁控溅射法,在载玻片衬底上制备出了Zr,Al共掺杂ZnO(AZZO)透明导电薄膜。研究了溅射功率对薄膜的组织结构、表面形貌和光电学性能的影响。结果表明,制备的AZZO透明导电薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向。当溅射功率为150W时,薄膜电阻率达到最小值1.66×10–3Ω·cm,在可见光区平均透过率超过93%。     

掺杂浓度对AZO薄膜结构和光电性能的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)工艺在普通玻璃基片上成功地制备出高c轴择优取向性、高可见光透过率和低电阻率的Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜,对这种薄膜进行了X-射线衍射和扫描电镜分析,并对其光电性能作了详细的研究。结果表明,制备的薄膜为钎锌矿型结构,呈c轴方向择优生长;其可见光透过率可达85%以上;Al3+掺杂型的ZnO透明导电薄膜的电阻率在1.5×10-2~8.2×10-2Ω.cm。     

掺铝氧化锌陶瓷靶材的制备及其薄膜的光学性能

以Al(NO3)3.9H2O和ZnO粉体为原料,采用常压烧结方法制备了高致密度和高导电性的ZnO:Al(AZO)陶瓷靶材。研究了烧结温度对AZO靶材微观结构、相对密度和电性能的影响。当Al和Zn的摩尔比为3:100,烧结温度为1 400℃时,所制AZO靶材的致密度达96%,电阻率为2.5×10–2.cm。以烧结温度为1400℃的AZO陶瓷靶为靶材并通过直流磁控溅射在玻璃基片上制备出了高度c轴择优取向的AZO薄膜,其可见光透过率为90%,禁带宽度为3.63 eV,电阻率为1.7×10–3.cm。     

利用椭偏仪研究氢气退火处理对ZnO-Ga薄膜光学性能的影响

通过溶胶凝胶技术制备了不同Ga掺杂含量的ZnO透明导电薄膜,研究了Ga掺杂对GZO薄膜结构、电学及光学性能的影响.从X射线衍射光谱分析,所有薄膜均表现为六方纤锌矿结构,经过氢气退火处理之后,薄膜的电学性能均得到提高,当Ga掺杂含量为5 at%时,得到薄膜的电阻率为3.410×10-3 Ω·cm.利用可变入射角椭圆偏振光谱仪(VASE)在270~1 600 nm波长范围内研究了GZO薄膜折射率和消光系数的变化,采用双振子模型对实验数据进行拟合.     

sol-gel法制备的ZnO:(Al,La)透明导电膜光电性能

通过X射线衍射、紫外–可见分光光度计、扫描电镜和四探针仪分析等手段,考察了退火温度对ZnO:(Al,La)薄膜微观结构、光学和电学性能的影响,Al掺杂浓度对电阻率的影响。结果表明:随退火温度的升高,薄膜(002)晶面择优取向生长增强,平均晶粒尺寸增大,电阻率降低,透光率上升。在x(Al)为1%,退火温度550℃时,薄膜最低电阻率为1.78×10–3?·cm,平均透光率超过85%。     

真空退火温度对GZO/Ag/GZO三层膜性能的影响

室温下在玻璃衬底上,采用射频磁控溅射GZO(Ga掺杂ZnO)膜和离子束溅射Ag膜的方法,制备了GZO/Ag/GZO三层膜,分析了真空退火温度对样品结构、光学、电学性能的影响。结果显示:随着退火温度的升高,Ag层的结构得到明显改善,但GZO层结晶度受到了Ag扩散的影响。经过350℃退火后,样品在可见光区平均透射率达92.63%,电阻率由8.0×10–5Ω·cm降至4.0×10–5Ω·cm。     

中频脉冲磁控溅射制备ZnO:Al透明导电薄膜

采用中频磁控溅射工艺,以2%的Al掺杂的Zn(纯度99.99%)金属材料为靶材制备平面及绒面透明导电ZnO:Al(ZAO)薄膜,系统研究了衬底温度、工作气压和溅射功率等对平面ZAO结构和光电特性的影响,并对湿法腐蚀制备绒面ZAO薄膜进行了介绍。获得了适合太阳电池的高性能薄膜,其电阻率为4.6×10-4Ω·cm,载流子浓度为4.9×1020cm-3,霍尔迁移率为56cm2/V·s,可见光范围内(400~800nm)的平均透过率大于85%。     

衬底温度和溅射偏压对ZnO:Al透明导电膜结构和光电特性的影响

利用射频磁控溅射法在有机薄膜衬底和7059玻璃衬底上制备出了具有良好附着性的低电阻率的 ZnO:Al透明导电膜。研究了薄膜的结构和光电特性与衬底温度的关系,薄膜为多晶纤锌矿结构,垂直于衬底的 c 轴具有[002]方向的择优取向,薄膜的最低电阻率分别为 1.01×10–3ù·cm 和 8.48×10–4ù·cm,在可见光区的平均透过率分别达到了72%和 85%。并研究了溅射偏压对有机衬底 ZnO:Al 薄膜结构及光电特性影响,最佳负偏压为 60 V。     

氧化锌p型共掺杂精细结构的第一性原理研究

计算了ZnO材料p型掺杂精细结构,分析了p型掺杂ZnO晶体的电子结构、电荷布局、电子态密度、差分电荷。所有计算都是基于密度泛函理论(DFT)框架下的第一原理平面波超软赝势方法。计算结果表明:掺杂Ⅴ族元素(N、P、As、In)的氧化锌材料在能隙中引入了深受主能级,载流子(空穴)局域于价带顶附近。而利用加入激活施主的共掺杂技术的计算结果却表明,受主能级向低能方向移动,形成了浅受主能级。同时,受主能级带变宽,非局域化特征明显。     

二维正方形复式晶胞光子晶体的光子特性研究

用FDTD方法计算了二维正方形复式晶胞光子晶体的光子特性．通过光子能带结构、光子态密度的分布以及沿ГX方向透射谱的计算，发现透射谱光子带隙的位置与能带结构符合得很好．光子态密度的分布也表明存在全带隙的光子频率范围，进一步研究给出这种结构光子晶体全带隙存在的物理起源．     

InAs/GaSb超晶格和M结构超晶格能带结构研究

本文通过k·p方法研究了传统InAs/GaSb超晶格和M结构超晶格的能带结构。首先,计算了不同周期厚度的InAs/GaSb超晶格的能带结构,得到用于长波超晶格探测器吸收层的周期结构。然后,计算了用于超晶格长波探测器结构的M结构超晶格的能带结构,并给出长波InAs/GaSb超晶格与M结构超晶格之间的带阶。最后,基于能带结构,计算出长波超晶格与M结构超晶格的态密度,进而得出的载流子浓度（掺杂浓度）与费米能级的关系。这些材料参数可以为超晶格探测器结构设计提供基础。     

Ku波段四路径向功率合成器的设计与实现

介绍了径向合成技术,并对径向波导的电磁场进行了分析,提出了一种新型功率合成器结构。并对基于径向合成技术的Ku波段四路功率合成器的结构进行设计,利用CST软件对该合成器的表面电流分布、能量密度、插损和驻波特性进行仿真。仿真结果表明,基于径向合成技术的Ku波段四路功率合成器的插损和驻波特性优良,完全适用于需求输出大功率的Ku波段的功放组件,突破了工程化应用的技术瓶颈。     

Sb掺杂SrTiO3电子结构的第一性原理计算

计算了Sb掺杂SrTi1-xSbxO3(x=0,0.125,0.25,0.33)体系电子结构,分析了掺杂对SrTiO3晶体的结构、能带、态密度、分波态密度的影响.所有计算都是基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法.计算结果表明:体系的导电性与掺杂浓度有关,Sb掺杂在母体化合物SrTiO3中引入了大量的传导电子,费米能级进入导带.当Sb掺杂浓度x=0.125时,体系显示金属型导电性.同时,光学带隙展宽,且向低能方向漂移,可作为优良的透明导电薄膜材料.     

Sb掺杂SrTiO3电子结构的第一性原理计算

计算了Sb掺杂SrTi1-xSbxO3(x=0,0.125,0.25,0.33)体系电子结构,分析了掺杂对SrTiO3晶体的结构、能带、态密度、分波态密度的影响.所有计算都是基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法.计算结果表明:体系的导电性与掺杂浓度有关,Sb掺杂在母体化合物SrTiO3中引入了大量的传导电子,费米能级进入导带.当Sb掺杂浓度x=0.125时,体系显示金属型导电性.同时,光学带隙展宽,且向低能方向漂移,可作为优良的透明导电薄膜材料.     

First-Principles Study of the Electronic Structure and Thermoelectric Properties of Al-Doped ZnO

ZnO materials doped with elements such as Al, Ga, etc. are of great interest for high-temperature thermoelectric applications. In this work, the effects of Al doping on the electronic structure and thermoelectric properties of the ZnO system are presented. The energy band structure and density of states of Al-doped ZnO were investigated using the projector-augmented plane wave pseudopotential method within the local density approximation. The calculated energy band structure was then used in combination with the Boltzmann transport equation to calculate the thermoelectric parameters of Al-doped ZnO. The electronic structure calculation showed that the position of the Fermi level of the doped sample was shifted to a higher energy level compared with the undoped material. The conduction band near the Fermi energy was a combination of hybridized Zn sp-orbitals and Al s-orbital. The calculated thermoelectric properties were compared with the experimental results, showing some agreement. For the Al-doped ZnO system, the Seebeck coefficient was shown to be negative and its absolute value increased with temperature. The electrical conductivity and electronic thermal conductivity followed the trend of the experimental results.     

太赫兹波在二维三角晶格光子晶体中的传播特性

用平面波展开法研究了太赫兹波在二维三角晶格光子晶体中的传播特性。数值计算了以硅为背景的空气圆柱构成的二维三角晶格光子晶体的能带结构和态密度，计算表明r=0.50a和r=0.46a时，E偏振和H偏振分别出现最大光子带隙，带隙宽度分别0.1097THz和0.1935THz，在r=0.48a出现最大完全光子带隙，带隙宽度为0.0759THz，光子晶体态密度的分布也表明了存在光子带隙的范围，研究结果为太赫兹器件的开发提供了理论依据。     

CdTe和HgTe能带结构的第一性原理计算

利用基于第一性原理的FLAPW方法计算了CdTe和HgTe的能带结构和态密度．引进并利用快速搜索法计算了体系平衡时的晶格常数，相对于传统方法，更快速地得到了准确的平衡态的晶格常数．本文在计算得到与实验结果符合很好的能带结构和态密度的同时，对比分析了基于LSDA和GGA计算所得的结果．     

稀土元素(Sm,Tm)掺杂ZnO的电学与光学性质

运用Materials Studio软件中的CASTEP子模块,借助第一性原理平面波超软赝势法,计算分析了稀土元素(Sm,Tm)掺杂ZnO前后的能带结构、态密度以及光学性质变化情况。计算结果表明,掺杂后体系的能带部分更加稠密,出现新的杂质能级,费米能级从价带顶处上移进入导带部分,出现载流子简并现象,形成简并半导体。掺杂体系显示出更强的金属性,呈现n型导电。同时定性分析了体系前后的光学吸收系数与介电函数的变化情况。