多孔硅的孔隙对硫化锌/多孔硅光电性质的影响

为了研究衬底多孔硅(PS)的孔隙对硫化锌/多孔硅(ZnS/PS)复合体系的光学性能和电学性质的影响,采用脉冲激光沉积方法在不同孔隙度的PS衬底上沉积了硫化锌薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光分光光度计和Ⅰ-Ⅴ特性曲线分别研究了PS衬底上ZnS薄膜的晶体结构、表面形貌和ZnS/PS复合体系的光学和电学性质。结果表明,沉积的ZnS薄膜呈立方相晶体结构,沿β-ZnS(111)晶向择优取向生长。随着衬底PS孔隙的增多,ZnS薄膜衍射峰的强度减小,且薄膜表面出现一些空洞和裂缝;在ZnS/PS复合体系的光致发光谱中,PS的发光相对于未沉积ZnS薄膜的PS有所蓝移,随着PS孔隙的增多,该蓝移量增大,而且在光谱中间550nm左右出现了一个新的绿光发射,归因于ZnS的缺陷中心发光。ZnS的蓝、绿光与PS的红光相叠加,整个ZnS/PS复合体系呈现出较强的白光发射。ZnS/PS异质结的Ⅰ-Ⅴ特性曲线呈现出与普通二极管相似的整流特性,在正向偏置下,电流密度较大,电压降较低;在反向偏置下,电流密度接近于0。随着衬底PS孔隙的增多,正向电流增大。该项研究结果为固态白光发射器件的实现奠定了基础。     

ZnO/PS异质结的光学和电学性质

用脉冲激光沉积的方法在多孔硅(PS)衬底上沉积ZnO薄膜,在室温下测量了ZnO/PS异质结的结构及光学和电学性质.X射线衍射仪和扫描电子显微镜测量表明,制备的ZnO薄膜具有一定的c轴取向,但薄膜存在较多缺陷.光致发光谱显示,PS的发光与ZnO的发光相叠加,呈现白光发射.对异质结I-V特性曲线的测量表明,异质结呈现出与普通二极管不同的整流特性,其反向电流不饱和,据此提出了能带模型.     

ZnO/PS异质结的光学和电学性质

用脉冲激光沉积的方法在多孔硅(PS)衬底上沉积ZnO薄膜,在室温下测量了ZnO/PS异质结的结构及光学和电学性质.X射线衍射仪和扫描电子显微镜测量表明,制备的ZnO薄膜具有一定的c轴取向,但薄膜存在较多缺陷.光致发光谱显示,PS的发光与ZnO的发光相叠加,呈现白光发射.对异质结I-V特性曲线的测量表明,异质结呈现出与普通二极管不同的整流特性,其反向电流不饱和,据此提出了能带模型.     

退火温度对ZnS/PS薄膜的晶体结构和光电性质的影响

用脉冲激光沉积法(PLD)在多孔硅(PS)衬底上生长ZnS薄膜,分别在300℃、400℃和500℃下真空退火。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了退火对ZnS薄膜的晶体结构和表面形貌的影响,并测量了ZnS/PS复合体系的光致发光(PL)谱和异质结的I-V特性曲线。研究表明,ZnS薄膜仅在28.5°附近存在着(111)方向的高度取向生长,由此判断薄膜是单晶立方结构的-βZnS。随着退火温度的升高,-βZnS的(111)衍射峰强度逐渐增大,且ZnS薄膜表面变得更加均匀致密,说明高温退火可以有效地促进晶粒的结合并改善结晶质量。ZnS/PS复合体系的PL谱中,随着退火温度升高,ZnS薄膜的自激活发光强度增大,而PS的发光强度减小,说明退火处理更有利于ZnS薄膜的发光。根据三基色叠加的原理,ZnS的蓝、绿光与PS的红光相叠加,ZnS/PS体系可以发射出较强的白光。但过高的退火温度会影响整个ZnS/PS体系的白光发射。ZnS/PS异质结的I-V特性曲线呈现出整流特性,且随着退火温度的升高其正向电流增加。     

ZnS/PS复合体系的制备和性能表征

以电化学阳极氧化法制备的多孔硅（PS）为衬底,用脉冲激光沉积方法分别在200和300℃下制备了ZnS薄膜,得到ZnS/PS复合体系。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光分光光度计分别对ZnS/PS复合体系的晶体结构、形貌和光致发光（PL）特性进行了研究。XRD结果表明,制备的ZnS薄膜呈立方相晶体结构,沿β-ZnS（111）晶向择优取向生长,生长温度较高的样品的XRD衍射峰强度较大。SEM图像显示,生长温度较高的ZnS薄膜表面较致密平整。室温下的PL谱表明,沉积ZnS薄膜后,PS的发光峰发生蓝移。较高的生长温度下,ZnS的自激活发光强度较大,而PS的红光强度较低且峰位红移。根据三基色叠加的原理,ZnS的蓝绿光与PS的红光叠加在一起,ZnS/PS复合体系呈现出较强的白光发射,为固态白光发射器件的实现开辟了一条新的捷径。     

多孔硅衬底上ZnS薄膜的白光光致发光

通过脉冲激光沉积（PLD）技术在多孔硅（PS）衬底上制备了ZnS薄膜。用光致发光（PL）的方法观察到白光发射,这个白光是由ZnS薄膜的蓝、绿光和PS的红光叠加形成的。白光光致发光谱是一个从450nm 到700nm的较强的可见光宽谱带。同时研究了激发波长、ZnS薄膜的生长温度、PS的孔隙率和退火温度对ZnS/PS光致发光谱的影响。     

在多孔硅衬底上制备的ZnS薄膜及其光学性能

用脉冲激光沉积（PLD）方法在多孔硅（Ps）衬底上沉积了ZnS薄膜。用x射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光分光光度计分别研究了ZnS薄膜的晶体结构、表面形貌及光学性能。结果表明,ZnS薄膜呈立方相晶体结构,沿β-ZnS（111）晶向择优取向生长;经过300℃真空退火30min后,ZnS薄膜的XRD衍射峰强度增大,表面变得粗糙,在可见光区的平均透射率达到80％以上,适合作太阳能电池过渡层、红外增透膜、红外窗口和头罩等。在退火后的ZnS／PS复合膜体系的光致发光谱（PL）中,除了高能端ZnS的蓝光发射和低能端Ps的红光发射外,在光谱中间550nm附近出现了一个新的绿光发射,这归因于ZnS薄膜退火过程中形成的缺陷能级而产生的缺陷中心发光。根据三基色叠加的原理将ZnS的蓝、绿光与Ps的红光叠加在一起后,ZnS／PS复合膜体系呈现出了较强的白光发射,这为固态白光发射器件的实现开辟了一条新的捷径。     

磁控溅射NiO/ZnO透明异质结二极管及其光电特性研究

采用磁控溅射方法在ITO玻璃基板上沉积NiO,ZnO,AZO三层透明氧化物薄膜,成功制备了NiO/ZnO透明异质结二极管.实验结果表明,PN结展示出明显的I-V整流特性,正向开启电压1V;在氙灯光照条件下,二极管反向电流在5V偏置时,达到1.5 mA.二极管在可见光的平均透过率约为25%.     

ZnO/p-Si异质结构的电学输运特性

采用等离子体浸没离子注入沉积方法,在p型Si衬底上制备了具有整流特性的、非故意掺杂的以及掺氮的ZnO/p-Si异质结.非故意掺杂的ZnO薄膜为n型(电子浓度为1019cm-3数量级),掺氮的ZnO薄膜为高阻(电阻率为105Ω·cm数量级).非故意掺杂的ZnO/p-Si异质结在正向偏压下,当偏压大于0.4V,电流遵循欧姆定律.然而对于掺氮的ZnO/p-Si样品,当偏压小于1.0V时,电流表现为欧姆特性,当偏压大于2.5V时,电流密度与电压的平方成正比的关系.分别用Anderson模型和空间电荷限制电流模型对非故意掺杂和掺氮的ZnO/p-Si异质结二极管的电流输运特性进行了解释.     

ZnS/PS体系的结构和发光特性

用电化学阳极氧化法制备了不同孔隙率的多孔硅(PS)样品,然后用脉冲激光沉积(PLD)法在其表面生长ZnS薄膜,研究ZnS/Ps复合体系的结构和发光特性.X射线衍射仪(XRD)结果表明,ZnS薄膜的生长具有高度择优取向,在28.5°附近有一很强的衍射峰,对应于β-ZnS(111)晶向.扫描电子显微镜像(SEM)显示,ZnS薄膜表面很不平整并出现空洞,这是由于衬底PS的表面粗糙所致.ZnS/PS复合体系的光致发光(PL)谱的高斯拟合分峰表明,随着衬底孑L隙率的增大,在样品B和C的发光谱中,在光谱中间520 nm左右都出现了一个新的绿色发光峰,归因于ZnS的缺陷中心发光.位于480 nm附近的ZnS的蓝光和520 nm附近的ZnS的绿光以及位于600 nm处的PS的橙红光叠加在一起,整个znS/PS复合体系呈现出较强的白光.     

二氧化锡/多孔硅/硅光伏特性研究

测量了二氧化锡（SnO2）／多孔硅（PS）／硅（Si）的光电压谱，分析表明：在SnO2／PS／Si材料中存在着两个异质结；当样品吸附还原性气体时，其光电压明显下降。当样品在1％液化石油气的氛围时（相对于空气），光电压减少了16．4％-27．5％；在1％CO氛围时，减少了8．1％-19．4％；在1％H2氛围时，减少了12．1％-14．9％，因此SnO2／PS／Si可作为一种新的敏感元件。文中还对测量结果进行了讨论分析。     

金属／多孔硅／硅结构发光器件输运特性的研究

基于Vlkulov等人对金属/多孔硅/硅结构输运特性的研究,分析了载流子在金属/多孔硅/硅结构中的输运过程,研究了各层中电场强度以及电压的分布,讨论了镜像势在正反向偏压下对金属/多孔硅/硅结构I-V特性的影响.结果表明:金属/多孔硅/硅结构中电流主要受表面态电荷和界面层影响,改变多孔硅层厚度将导致各层中电压的重新分布,不管是正向偏压还是反向偏压,电流随厚度的增加而减小;镜像势在正向偏压时对电流的影响可以忽略,但随反向偏压增大镜像势对电流的影响越来越大.     

用于微波/射频集成电路的一种新型低损耗介质——多孔硅及氧化多孔硅厚膜

提出在单片微波集成电路(MMIC)中用多孔硅/氧化多孔硅厚膜作微波无源器件的低损耗介质膜.研究了厚度为70μm的多孔硅/氧化多孔硅厚膜在低阻硅衬底上的形成,这层厚膜增加了衬底的电阻率,减少了微波的有效介质损耗.通过测量在低阻硅衬底上形成的氧化多孔硅厚膜上的共平面波导的微波特性,证明了在低阻硅衬底上用厚膜氧化多孔硅可以提高共平面传输线(CPW)的微波特性.     

用于微波/射频集成电路的一种新型低损耗介质——多孔硅及氧化多孔硅厚膜

提出在单片微波集成电路(MMIC)中用多孔硅/氧化多孔硅厚膜作微波无源器件的低损耗介质膜.研究了厚度为70μm的多孔硅/氧化多孔硅厚膜在低阻硅衬底上的形成,这层厚膜增加了衬底的电阻率,减少了微波的有效介质损耗.通过测量在低阻硅衬底上形成的氧化多孔硅厚膜上的共平面波导的微波特性,证明了在低阻硅衬底上用厚膜氧化多孔硅可以提高共平面传输线(CPW)的微波特性.     

多孔硅的干燥方法

研究了多孔硅的阴极还原表面处理技术,通过该技术获得了表面平滑度良好、稳定度高、抗压强度高和耐高温性能好且在空气中可以长期干燥保存的多孔硅样品.在其表面上可以进行光刻、镀金等工艺,因此,可应用于制作器件甚至电路集成     

多孔硅的干燥方法

研究了多孔硅的阴极还原表面处理技术,通过该技术获得了表面平滑度良好、稳定度高、抗压强度高和耐高温性能好且在空气中可以长期干燥保存的多孔硅样品.在其表面上可以进行光刻、镀金等工艺,因此,可应用于制作器件甚至电路集成.     

多孔硅原理与应用

多孔硅是一种新形态的硅材料,它的应用领域十分广泛。本文综述介绍了多孔硅的制备和特性,深入分析了多孔硅的形成机制,并简单给出了多孔硅的主要应用。     

多孔硅材料和光电器件

介绍了多孔硅的形成方法及其机理。对国内外有关该材料在固体发光方面的研究现状和进展及其在光电器件上的应用作了讨论。     

锗硅超晶格和多孔硅中的分波发光

锗硅超晶格和多孔硅的大量实验分析表明，其发光性能既不能用间接带隙来解释，也不同于直接光跃迁。本文通过波函数的谐波分析和表面化学键诱生的能带混合研究得出这两种材料中都可能产生出直接带隙分波，从而得到直接光跃迁。运用这种分波发光模型，解释了锗硅超晶格和多孔硅的大量实验结果。最后比较了这两种材料能带工程中的物理效应和化学效应，提出了综合此两效应优化设计新发光材料的新方法。     

多孔硅的制备和发光特性

本文叙述了多孔硅的制备、多孔形态层的形成机理,以及多孔硅的光致发光现象和理论解释,并且讨论了目前存在的一些问题。