Sn掺杂Ga_(1.375)In_(0.625)O_3透明导电氧化物的第一性原理计算

用第一性原理计算了Sn替位Ga1.375In0.625O3化合物的Ga原子(Ga1.25In0.625Sn0.125O3)和Sn替位Ga1.375In0.625O3化合物的In原子(Ga1.375In0.5Sn0.125O3)的结构、电子能带和态密度。Ga1.25In0.625Sn0.125O3半导体材料比Ga1.375In0.5Sn0.125O3材料具有大的晶胞体积和强的Sn-O离子键。在Sn掺杂Ga1.375In0.625O3半导体中,Sn原子优先取代In原子。Sn掺杂Ga1.375In0.625O3半导体显示n型导电性,杂质能带主要由Sn 5s态组成。Ga1.375In0.5Sn0.125 O3半导体的光学带隙大于Ga1.25In0.625Sn0.125O3半导体的光学带隙。Ga1.25In0.625 Sn0.125 O3具有小的电子有效质量,Ga1.375In0.5Sn0.125O3具有多的相对电子数。     

SrTiO3材料中氧空位的密度泛函理论

计算了SrTiO3-δ（δ=0，δ=0．125）体系电子结构，分析了氧空位对SrTiO3晶体的价键结构、能带、态密度、分波态密度、差分电荷密度的影响。所有计算都是基于密度泛函理论（DFT）框架下的第一性原理平面波超软赝势方法。计算结果表明：当氧空位浓度δ=0．125时，空位在母体化合物SrTiO3中引入了大量的传导电子，费米能级进入导带，体系显示金属型导电性。由于空位掺杂，导带底附近的态密度发生了畸变，刚性能带模型不再适合描述SrTiO2.875体系。同时，在导带底附近距离费米能级0．3eV处引入了空位能级，这和实验测得的SrTiO3材料内中性氧空位的电离能约为0．4eV相符。此外，Mulliken布局分析、分波态密度和差分电荷密度分析表明，该空位能级主要由与其最近邻的两个Ti原子的3d电子态贡献，并且由该空位引入的导电电子大部分都局域在空位最近邻的两个Ti原子周围。最后，计算了三种典型平衡条件下SrTiO3晶体内中性氧空位的形成能。     

金属掺杂改善HfO2阻变存储器(RRAM)氧空位导电细丝性能

本研究采用金属掺杂的方式调控氧空位导电细丝的电子结构以获得更好的器件性能.计算了HfO2体系中四组氧空位的形成能,得到VO4-VO23-VO34-VO46最易形成的氧空位簇;分波电荷态密度进一步表明在[010]晶向上电荷聚集形成导电通道.另外,研究了Ag、Mg、Ni、Cu、Al、Ta、Ti掺杂对该缺陷体系电子结构的影响...     

Sr掺杂量对La_(1-x)Sr_xMnO_(3-δ)离子导电性能的影响

本文从La1 -xSrxMnO3-δ材料的缺陷结构出发 ,探讨了材料在高温条件下离子 (氧离子 )导电的形成机制。分析了Sr掺杂量对氧离子导电性的影响 ,发现当Sr掺杂量x =0 .5时 ,La1 -xSrxMnO3-δ材料的离子电导率达到最大 ,因为在这一掺杂浓度时 ,材料中形成了最佳的氧空 (氧离子 )传输通道。     

室温下富氧空位In2O3微管的制备及其Cl2气敏性能研究

Cl₂作为消毒剂重要的工业原料,在当前疫情肆虐的情况下其需求量日益增大,而Cl₂是一种有毒气体,常见的金属氧化物半导体气敏材料对低浓度Cl₂响应低,因此开发对微量泄露灵敏的Cl₂传感材料具有重要意义。采用一种简便的NaBH₄还原方法,对脱脂棉模板法合成的In₂O₃微管材料进行处理,在室温条件下成功制备了具有丰富氧空位浓度的In₂O₃微管材料。利用XRD、SEM、XPS和EPR表征手段,考察了该方法对其晶体结构、微观形貌和氧空位的影响,结果表明,该方法只提高In₂O₃材料中的氧空位浓度而不对晶体结构和微观形貌产生影响。由气敏性能测试结果可知,NaBH₄处理后的In₂O₃微管比未处理的In₂O₃微管对相同低浓度Cl₂的响应...     

Li_(1+x)Ti_(2-x)Cr_xP_3O_(12)系统的相关系与电性

研究了 Li_(1+x)Ti_(2-x)Cr_xP_3O_(12)系统的相组成与电性的关系。结果表明,Cr~(3+)能取代 LiTi_2P_3O_(12)中的Ti~(4+)生成固溶体,直至 x=0.8。在固溶体范围内,电导率随 x 的增加不断升高,至 x=0.8时达到极大。此时在室温和300℃的电导率分别为2.4×10~(-4)和4.8×10~(-2)S/cm,电子迁移数在10~(-4)数量级,分解电压为1.8V。对所得结果从结晶化学角度进行了讨论。     

Yb_2O_3的掺杂方式对Ba(Ti_(1-y)Zr_y)O_3陶瓷介电性能的影响

在Ｂａ（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３中,Ｙｂ２Ｏ３的不同掺杂方式引起了材料性能的显著变化．采用 Ｂａ（Ｔｉ１－ｙＺｒｙ）Ｏ３合成后Ｙｂ２Ｏ３的适量掺杂,陶瓷介温峰明显地移动,介电常数大幅度提高, 获得了室温介电常数＞２５０００,１２５０℃左右烧成,符合Ｙ５Ｖ标准的高介材料．合成后掺杂的 Ｙｂ２Ｏ３,使材料介电常数提高,可能与施主掺杂引入的局域化电子有关．合成前掺杂Ｙｂ２Ｏ３ 的样品,介电常数较低,移峰效率偏小,可能是Ｙｂ的Ｔｉ位受主取代使施主引入的局域化电子 得到补偿的结果．     

(Pb_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3薄膜的表面化学态研究

用溶胶-凝胶法制备(Pb_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3(简称PST)前驱体溶液,以三水醋酸铅、醋酸锶、钛酸丁酯为原料,乙二醇甲醚、去离子水、乙酰丙酮做溶剂,通过旋涂工艺在Pt/Ti/SiO_2/Si(100)基片上沉积PST薄膜.薄膜经320～380℃热分解,再经650℃退火30min,得到晶化好的薄膜样品,X射线衍射结果表明PST薄膜为钙钛矿立方相结构,其晶格常数为a=0.3919nm.用原子力显微镜观测其表面形貌,薄膜平均晶粒尺寸为300nm.用XPS测量了650℃退火PST薄膜样品的表面化学态,结果表明表面富铅,接近表面区域的原子比率Pb∶Sr∶Ti∶O是0.52∶0.50∶1.0∶3.02,接近(Pb_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3的理想配比.     

Ga_(2)O_(3)真空碳热还原实验研究北大核心CSCD

本文研究了Ga_(2)O_(3)真空碳热还原过程中还原温度、C:Ga_(2)O_(3)、保温时间对实验结果的影响。研究结果表明:在还原温度1323 K、C:Ga_(2)O_(3)(摩尔比)为4、保温时间150 min的最佳实验条件下,冷凝物以均匀颗粒状富集在冷凝盖上,Ga_(2)O_(3)还原率为68.19%,还原产物冷凝收得率为59.37%,冷凝物物相为金属镓和少量歧化反应生成的Ga_(2)O_(3),金属镓在冷凝过程得到充分富集,且与Ga_(2)O_(3)良好分离。     

Mn掺杂Ga_2O_3薄膜的结构及光吸收性能研究

采用磁控溅射法在Si(111)和玻璃衬底上制备出不同Mn掺杂含量的Ga2O3薄膜,使用扫描电子显微镜、电子能谱仪、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计等对Mn掺杂Ga2O3薄膜的表面形貌、结晶特性和光吸收性能进行了研究.结果表明,适量掺杂Mn可抑制薄膜的晶格膨胀,促进Ga2O3薄膜晶粒的定向生长,得到尺寸分布较均匀的多面体晶粒.Mn掺杂使Ga2O3价带项向带隙延伸,光学带隙变窄,吸收边红移,近紫外区吸收增强.     

In:Ga2O3氧化物半导体晶体的生长与性能研究

β-Ga₂O₃晶体是一种新型宽禁带氧化物半导体材料, 本征导电性差。为了在调控导电性能的同时兼顾高的透过率和结晶性能, 离子掺杂是一种有效的途径。采用光学浮区法生长出ϕ8 mm×50 mm蓝色透明In:Ga₂O₃晶体, 晶体具有较高的结晶完整性。In³⁺离子掺杂后, β-Ga₂O₃晶体在红外波段出现明显的自由载流子吸收, 热导率稍有减小。室温下, In:Ga₂O₃晶体的电导率和载流子浓度分别为4.94×10^-4 S/cm和1.005×10¹⁶ cm^-3, 其值高于β-Ga₂O₃晶体约1个数量级。In:Ga₂O₃晶体电学性能对热处理敏感, 1200℃空气气氛和氩气气氛退火后电导率降低。结果表明, In³⁺离子掺杂能够调控β-Ga₂O₃晶体的导电性能。     

Cu(In,Ga)3Se5薄膜的结构及其缺陷研究

讨论了Ga含量对四元有序缺陷化合物Cu(In,Ga)3Se5薄膜结构的影响.Ga含量的增加引起晶格扭曲系数η近似按抛物线形式增加,而其晶格常数a与c呈线性减小趋势,同时(112),(220)/(204)等主衍射峰的位置和强度呈现显著的改变.而样品厚度的改变会导致薄膜中存在不同的内应力,最终对薄膜的结构产生了显著影响.     

氨化Si基Ga2O3/In2O3制备GaN薄膜

研究了Ga2O3/In2O3 膜反应自组装制备GaN薄膜,再将Ga2O3/In2O3膜在高纯氨气气氛中氨化反应得到GaN薄膜,用X射线衍射 (XRD),傅里叶红外吸收(FTIR),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品进行结构、形貌的分析.测试结果表明,用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN多晶膜,且900℃时成膜的质量最好.     

La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3系阴极材料的电性能

La1-xSrxCo1-yFeyO3系(LSCF)钙钛矿结构氧化物是一类性能优异的离子-电子混合导体,同时具有良好的化学稳定性和催化活性,有望作为中低温下工作的固体氧化物燃料电池阴极材料的候选材料.本文考察了La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3(y=0.2～0.8)系材料的导电机制.XPS光电子能谱分析表明,除了存在小极化子导电机制外,同时还可能存在以下几种机理:1)热激发引起Co3 离子的电荷歧化;2)高温下氧空位生成导致的离子补偿;3)Fe4 较Co4 优先进行电荷补偿.     

La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3系阴极材料制备及表征

La1-xSrxCo1-yFeyO3系(LSCF)钙钛矿结构氧化物是一类性能优异的离子-电子混合导体,同时具有良好的化学稳定性和催化活性,有望作为中低温条件下工作的固体氧化物燃料电池阴极材料的候选材料.本文采用固相反应法制备了多孔La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3(y=0.2～0.8)氧化物陶瓷,通过XRD,TG/DTA等测试技术研究了LSCF的结构与制备过程,采用直流四探针法测试了样品的电导率,同时考察了这类组成样品的热膨胀系数.结果表明,这类组成的电导率都有着相同的变化趋势,即先随温度升高而增大,至极大值后又开始降低.分析表明,除了存在小极化子导电机制外,同时还可能存在以下几种机理:1)热激发引起Co3 离子的电荷歧化;2)高温下氧空位生成导致的离子补偿;3)Fe4 较Co4 优先进行电子补偿.     

Nd：Y3Sc（1．5）Al（3．5）O（12）透明陶瓷的光谱性能以及激光输出

采用燃烧法制备了Nd:YSAG粉体,经过成型、素烧,最终在氢气气氛中烧结制备了Nd:YSAG透明陶瓷.测试结果表明,Nd:YSAG透明陶瓷具有荧光谱线较宽,荧光寿命较长的特点.激光实验得到的激光输出,斜率效率为23.6%,输出功率为0.36W,输出激光的谱线分布较宽.     

自燃法制备N型Bi掺杂LaNiO_3氧化物及其热电性能研究

以柠檬酸为螯合剂,各种硝酸盐为原料,采用简单的自燃法制备了金属Bi掺杂的N型钙钛矿结构的La1-xBixNiO3(x=0、0.025、0.05、0.075、0.1、0.15)热电材料前驱粉。前驱粉经煅烧、球磨、冷压、烧结等工艺获得块体材料。通过X射线衍射和扫描电镜观察等方法对样品的结构与形貌进行了分析表征。在573～1073K内测试了材料的电阻率和Seebeck系数,结果表明,该材料显示了较好的热电性能,掺杂Bi有助于显著降低材料的电阻率,优化材料的热电性能,其中试样La0.9Bi0.1NiO3组分材料在973K时的电阻率ρ=3.9606mΩ.cm,Seebeck系数S=-29.253μV/K,热电转换功率因子值p=2.16×10-5W/(m.K2)。     

电化学沉积太阳电池用CuInSe2和Cu(In,Ga)Se2薄膜的研究进展

综述了电化学沉积太阳电池用CuInSe2(CIS)和Cu(In,Ga)Sez(CIGS)薄膜的研究和发展;对CIS和CIGS预制层的电化学沉积路线,包括一步沉积、分步沉积和特种电沉积的研究进展进行了详细的评述;综述了电沉积预制层的后处理,包括退火、化学处理和PVD调整成分的研究状况.回顾了基于电化学沉积的CIS和CIGS太阳电池研究的发展过程,并介绍了目前实验室和产业化研究的最新成果,指出了存在的问题并展望了其发展趋势.     

Raman scattering analysis of Cu-poor Cu(In,Ga)Se2 cells fabricated on polyimide substrates: Effect of Na content on microstructure and phase structure

This work reports the Raman scattering surface and in-depth resolved analysis of Cu-poor Cu(In,Ga)Se₂ (CIGS) grown on polyimide substrates. In order to study the effect of Na on the formation and microstructure of the CIGS and the corresponding Cu-poor ordered vacancy compound (OVC) phases, a NaF precursor layer with different thicknesses was deposited on the Mo-coated substrates before growing of the samples. The Raman spectroscopy data are correlated with the analysis of the samples by Auger electron spectroscopy and scanning electron microscopy. These data corroborate the significant role of Na on the inhibition of Ga-In interdiffusion and on the formation of the MoSe₂ interfacial phase at the back region of the layers. Presence of Na also leads to an enhancement in the formation of the chalcopyrite CIGS phase and a decrease in the occurrence of the dominant OVC phase at the surface region. This study confirms the strong dependence of the microstructure and phase distribution in CIGS absorber layers on the Na available during their growth.