黑硅光电探测材料与器件研究进展

黑硅作为一种新型光电材料,在光伏太阳能电池、光电探测器、CMOS图像传感器等领域被广泛研究,其中黑硅的光电探测技术备受关注,近些年来也取得了重要的研究进展。本文首先简单介绍了黑硅材料的结构,然后讨论了基于飞秒激光刻蚀法、湿法腐蚀、反应离子刻蚀法等方法制备的黑硅材料的性质。其次概述了基于以上方法制备的不同黑硅光电探测器的结构及性能,并讨论了黑硅器件在不同领域的应用。最后对黑硅光电探测技术进行了分析与展望,探讨了黑硅材料及器件未来的发展方向。     

德国科学家利用硅材料研制发光器件

硅是最重要的微电子材料,它具有很好的电子特性和易加工特性.但硅的光学特性远不如其电子特性,因此在制造发光二极管和半导体激光器件时,通常采用较昂贵的砷化镓或磷化铟材料,而不是廉价的硅.最近,德国科学家在研制硅发光器件方面取得了新进展,有望利用廉价硅材料生产发光二极管和半导体激光器件.     

真空环境下飞秒激光制备的微构造硅的吸收和退火特性

在真空环境下利用飞秒激光制备的黑硅材料,其形貌与SF6气氛中制备的黑硅材料有着很大的区别。为了研究这种真空环境下制备的微构造硅的相关光学特性,通过改变入射脉冲能量研究其峰值变化以及吸收特性,发现当峰值达到一定高度时其对200~2 500 nm波段的光波有95%左右的吸收效率,这与SF6气氛中制备的微构造硅的吸收效率不相上下。最后对两种环境下制备的黑硅样品进行退火处理,发现真空环境下制备的黑硅材料比SF6气氛中制备的黑硅样品具有更好的耐退火性。这些结果对于利用真空环境下制备的微构造硅制作红外传感器具有重要意义。     

黑硅制备及应用进展

黑硅作为一种新型低反射率的硅材料,有良好的广谱吸收特性,在光电领域将有很好的应用前景.概括地介绍了黑硅的各种制备方法(飞秒激光扫描、化学腐蚀法和等离子体处理),以及黑硅在太阳能电池、光电二极管、场发射、太赫兹发射等领域的应用.     

美科学家成功使硅发射连续激光

科学家们长久以来都在寻找以硅材料为基础的激光。这将能在便宜的硅芯片上集成电子器件和光学器件，而不需采用昂贵的特殊半导体材料，如砷化镓或磷化铟。硅激光器有助于实现新型光通讯，利用光子代替电子，以每秒数干兆字节（GB）的速度传输大量数据。最近，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校和英特尔公司的两个研究小组，宣布他们成功地使硅材料发射连续激光。     

美科学家成功使硅发射连续激光

科学家们长期以来都在寻找以硅材料为基础的激光。这将能在便宜的硅芯片上集成电子器件和光学器件,而不需采用昂贵的特殊半导体材料,如砷化镓或磷化铟。硅激光器有助于实现新型光通讯,利用光子代替电子,以每秒数千兆字节(GB)的速度传输大量数据。最近,美国加利福尼亚大学洛杉矶     

微构造硅表面形貌的陷光特性研究

在特定的气体氛围下,用一定能量密度的飞秒激光连续照射单晶硅片表面,可制备出表面具有准规则排列微米量级锥形尖峰结构的黑硅材料。利用几何光学中光的传输理论,研究了黑硅材料的陷光特性,以及黑硅表面准规则排列的微米量级锥形尖峰结构的形状和密度对反射次数的影响。获得黑硅的表面准规则排列的微米量级锥形尖峰结构的高度越高、间距越小和底角越大,它的陷光效果就越好的结论。     

新型锗硅应变层异质结构双极器件研究进展

新型锗硅材料和器件的发展开创了硅异质结构和能带工程器件的新时代.现代先进的外延技术使应变层锗硅材料的应用成为可能.本文详细评述了新型锗硅应变层异质结构双极器件的研究现状及发展,着重讨论了锗硅应变层的性质和以锗硅应变层作基区的异质结双极器件的性能及其应用前景.     

硅与非硅材料“混搭”难题解决

正美国加州大学戴维斯分校的科学家最近展示了一种具有三维结构的纳米线晶体管,并借助该技术成功将硅与非硅材料集成到了一个集成电路中。研究人员称,该技术有望帮助硅材料突破瓶颈,为更快、更稳定的电子和光子设备的制造铺平道路。硅是目前最常见的一种电子材料,建立在传统蚀刻工艺基础的硅集成电路在尺寸上已经小到了极限,这     

从原子水平检测硅材料的技术出炉 有望研发出新型硅结构材料

据报道，美北卡罗莱纳州立大学科学家们研究出一种先进的方法，能从原子尺度分析出硅材料里的组合成分。这种技术增进了人们对原子结合形式的理解和控制，有望改善硅材料的结构性能，开发高效微晶片和新型设备。相关研究发表在美国《国家科学院院刊》（PNAS）网站上。     

SOI—新一代硅材料

SOI是一种在硅材料与硅集成电路巨大成功的基础上出现的，有独特优势，能突破硅材料与硅集成电路限制的新技术，被国际上公认为是“二十一世纪的微电子技术”，“新一代硅”，本文综述了SOI的特点，国际SOI技术应用动态，国内SOI技术应用动态，SOI技术国内研究状况与上海的优势，以及建议实现上海和我国在SOI领域跳跃式发展，五年内，实现4-8英寸SOI材料产业化，建成国际先进水平的国家级SOI材料和器件创新研究，开发基地，形成集科研，开发，生产为一体的高新技术产业。     

基于纳米黑硅的新型MEMS红外光源

结合等离子体处理制备黑硅技术,研究了一种可用于非色散红外吸收光谱(non-dispersive infra-red,NDIR)气体传感器的微机电(micro-electro-mechanical systems,MEMS)红外光源。相较于其他MEMS红外光源,该光源以新型纳米黑硅材料作为辐射层,黑硅的近黑体特性使光源在3~5μm波段发射率可达到98%以上。光源采用四梁固支悬浮薄膜结构,可有效减小辐射区向硅基底的热传导;采用深反应离子刻蚀(DRIE)进行背面释放,有效减小了器件的尺寸。经测试,该光源的光谱辐射特性和调制特性均能满足NDIR气体传感器的要求,且简单的制备工艺使该光源易于实现大规模重复性制造,利于实现产业化推广。     

原子尺度存储器有望实现最高密度存储

威斯康星大学的科学家制成了一种用原子而不是硅元件表示数据的原子尺度存储器。这个成就是向实现存储密度比CD-ROM高一百万倍的实际存储器迈出的第一步。这种原子尺度存储器的制造不使用普通存储芯片所用的光刻技术。利用光刻技术提高目前芯片的存储密度既昂贵又困难。这种存储器被做在自动形成沟槽的硅表面上,沟槽中排列着几排硅原子,就像水槽中堆积着乒乓球。研究人员用扫描隧道显微镜探针拿起一个个硅原子,产生了一个个代表“0”的空隙,而留在原位的原子代表“1”。和普通存储器技术相似,这种原子尺度器件可以在室温下被初始化、格式…     

面向未来的塑料芯片

众所周知,历来计算机芯片都是以硅晶体为基础材料而研制和生产的;但是随着现代科学技术的进步和发展,这种局面将有所改变。目前,科学家们已经找到一种方法,能够用成本低廉的塑料来取代用于制造集成电路的硅材料。塑料芯片将会成为一种现实而变为芯片家庭中的一员。     

电流通过多孔性硅器件能产生光发射

<正>单晶硅是一种间接带隙材料,不宜制作光发射器件,故常选用如GaAs等直接带隙材料制作。但是硅材料价格低廉,工艺成熟,若能利用硅材料制成光发射器件将是非常有意义的。 据《IEEE EDL》杂志1991年12月报道,最近,美国科学家发现电流通过多孔性硅器件能产生光发射。多孔性硅是一种非晶结构,由于硅结构的尺寸很小,因此,直接的光复合是有可能的。     

信息园

德科学家研发出神经芯片可分析神经细胞德国科学家最近研发出一种新型生物感应芯片 ,可以对生物体的神经细胞受激反应进行模拟和数据分析 ,为研究神经细胞、神经网络和脑组织的生物功能开创了新的方法。德国马普学会日前发布的新闻公告介绍说 ,这种芯片被称为“神经芯片”,主要功能是接收神经细胞等发出的电波 ,而后将这些数据导入计算机进行分析处理。据介绍 ,这种芯片大小为 5 mm× 6 mm,每平方毫米上有大约 1.6 4万个感应器 ,能将神经细胞发出的极弱的信号放大并进行相关数据处理。每个神经细胞至少有一个感应器与之相对应 ,而每个感应器…     

瑞士研制出超强度纳米纸

<正>据海外媒体报道,瑞士科学家伯格伦德成功研制出一种比铸铁还要坚硬的新型纸张,人们可以利用这种新型纸加固传统纸张,生产超强粘带或制造生物组织的合成代替品。伯格伦德和同事们研发了一种能保护纤维的韧性的更加温和的加工过程。这种新方法包括,利用酶分解木     

硅与非硅材料“混搭”难题解决有助于开发更快、更稳定的电子和光子设备

正美国加州大学戴维斯分校的科学家最近展示了一种具有三维结构的纳米线晶体管,并借助该技术成功将硅与非硅材料集成到了一个集成电路中。研究人员称,该技术有望帮助硅材料突破瓶颈,为更快、更稳定的电子和光子设备的制造铺平道路。硅是目前最常见的一种电子材料,但它并不是万能的。建立在传统蚀刻工艺基础的硅集成电路在尺寸上已经小到了极限,这限制了系统运行速度和集成度的提升。此外,传统硅电路的一些"先天不足"也使其无法     

专家系统使用不当会导致灾难

科学家们把追踪、模仿人的思维过程的计算机系统被称之为“人脑”或“专家”系统,这种系统其实正在被强行赋予一些它根     

红外探测器的最新进展

首先,简述了红外光电探测器的发展历史以及分类,可分为室温探测器和低温探测器。然后对每种探测器所使用的材料进行了介绍,室温探测器介绍了氧化钒、无定型硅,低温探测器介绍了碲镉汞（HgCdTe）、量子阱和锡化物超晶格,以及它们在三代红外光电探测器方面的研究进展。最后,介绍了黑硅材料以及黑硅在探测器应用中的最新进展。