Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体量子结构材料和器件的研究与发展

简要介绍了量子结构材料与器件中的基本概念,重点介绍了量子结构的定义和量子尺寸效应的能带裁剪工程。以II-VI族化合物半导体为例,介绍了量子尺寸效应对于激子束缚能的影响。以此为基础,综述了II-VI族化合物半导体量子阱、量子点等量子结构材料以及量子结构器件在光电探测、发光器件与太阳能电池领域的研究现状,并总结了II-VI族化合物半导体量子结构材料与器件的发展趋势。     

1-(2-苯基-硫脲乙基)-2-十五烷基-咪唑啉对Q235钢的缓蚀吸附作用

 合成了新型化合物1-(2-苯基-硫脲乙基)-2-十五烷基-咪唑啉(PSIM),采用失重法和电化学极化曲线方法就其在 H₂S/CO₂共存的3%NaCl 溶液中对 Q235钢的缓蚀性能进行了研究,探讨了其在 Q235钢表面的吸附行为。结果表明,PSIM 具有较高的抗 H₂S、CO₂腐蚀的性能,能同时抑制 Q235钢的阴、阳极腐蚀反应过程,缓蚀效率随着其浓度的增加而提高,随着温度的升高而降低,并且具有较好的耐高温性能。PSIM 在 Q235钢表面上的吸附过程为自发、放热过程,吸附行为服从 Langmuir 吸附等温式,属于以化学吸附为主的混合吸附。同时采用量子化学方法计算了 PSIM 的电子结构参数,分析了 PSIM 的分子结构与其缓蚀性能之间的关系。     

ZnO量子点／SiO2复合器件的可调控电致发光研究

在不同浓度的SiO2乙醇溶液中制备了一系列ZnO量子点／SiO2复合材料,通过匀胶方法将其制备成复合薄膜器件。器件的电致发光（EL）随着SiO2浓度的增加逐渐蓝移。通过实验,探索了发生蓝移的机制。选取一种ZnO量子点／SiO2复合材料均匀混入不同质量的纯SiO2后,测试结果表明,该蓝移现象不是SiO2自身发光引起的。通...     

PbSe量子点掺杂玻璃的制备及表征

采用高温熔融法,经过两步热处理,成功制备了PbSe量子点(QD)掺杂的硅酸盐玻璃.当热处理温度为550℃、热处理时间为1～10 h时,X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)测量表明,玻璃中,生成的PbSe QD平均尺寸为5～6 nm.随着热处理时间的延长(3～8 h),玻璃中生成的PbSe QD尺寸增大.近红外荧光(...     

CO分子的光谱理论

给出CO分子精确的量子哈密顿量,建立适合氧原子和碳原子特性的量子算符代数理论;根据该理论,得到第一时间量子态CO分子能量及CO分子的光谱常数。结果表明:第一时间量子态(n=0)CO分子能量值为9.7 eV,与实验测定值完全相符;CO分子振动光谱的光谱常数理论值为0.282 661 618×107 m-1。     

Titanate quantum dots-sensitized Cu2S nanocomposites for superficial H2 production via photocatalytic water splitting

TiO₂ quantum dots-sensitized Cu₂S (Cu₂S/TiO₂) nanocomposites with varying concentration of TiO₂ QDs are synthesized via a facile two-stage hydrothermal-wet impregnation method. X-ray diffraction analysis confirms the formation of Cu₂S and TiO₂with chalcocite and anatase phases, respectively. The observed shoulder-like absorption peaks indicate the UV–visible light-driven properties of the composite. Morphological analysis reveals that the fabricated Cu₂S/TiO₂ composite consists of Cu₂S with a nano rod-like shape (average length and width of ～856 and ～213 nm, respectively) and nanosheets-like structures (average length and width of ～283 and ～289 nm, respectively), whereas the TiO₂ is formed as quantum dots with a size range of 8.2 ± 0.4 nm. Chemical state analysis shows the presence of Cu⁺, S^2?, Ni²⁺, and O^2? in the nanocomposite. The H₂ evolution rate over the optimized photocatalyst is found to be ～45.6 mmol h^?1g^?1_cat under simulated solar irradiation, which is around 5 and 2.4-fold higher than that of the pristine TiO₂ and Cu₂S, respectively. Continuous H₂ production for 30 h is achieved during time-on-stream experiments, demonstrating the excellent stability and durability of the Cu₂S/TiO₂ photocatalyst for large-scale applications.     

低损伤ICP刻蚀技术提高GaN LED出光效率

首先分析了在制作GaN基LED时,采用干法刻蚀技术会对材料的表面和量子阱有源区造成损伤,影响了GaN基LED的内量子效率。针对这个问题,研究实验采用感应耦合等离子反应刻蚀(ICP-RIE)技术,分别选择了氯气/三氯化硼(Cl2/BCl3)气体体系和氯气/氩气(Cl2/Ar)气体体系,通过优化射频功率、ICP功率、气体流量以及相应的真空度,得到了良好的刻蚀端面,对于材料造成的损伤较低,得到更好的I-V特性。实验结果表明,采用低损伤的偏压功率刻蚀后制作的LED器件,出光功率提升一倍以上,同时采用Cl2/Ar气体体系,改善了器件的I-V特性,有效提高了LED的出光效率。     

Intermediate-band solar cells based on dilute alloys and quantum dots

This paper describes our recent developments of intermediate-band solar cells, with a focus on the use of dilute alloys and nanostructured materials such as quantum dots (QDs). The concept of"full-spectrum" solar cells and their working mechanism with various material structures based intermediate-band solar cells, including material growth, structural and chemical analysis, device modeling and testing, are presented. Finally, the progress and challenges of quantum-dot-based solar cells are discussed.     

全息曝光形成连续工作的波长8.5微米分布反馈量子级联激光器

我们制作完成了波长8.5 µm附近的分布反馈量子级联激光器。使用全息曝光的方法完成了一级光栅的制备。通过在后腔面镀高反膜使器件能够完成从93K到210K连续工作并获得稳定的动态单模发射,边模抑制比20dB,调谐系数-0.277cm-1/K。80K时的输出功率超过100mW。     

室温下nc-Si/SiO2多层膜结构中的共振隧穿现象

采用等离子体淀积和原位氧化技术,并结合后续的热退火处理制备了nc-Si/SiO2 多层膜结构。通过电流电压特性对室温下器件中的载流子输运过程进行了表征。在正向和反向偏压下的电流电压特性曲线中都表现出了由于共振隧穿引起的负微分电导。共振隧穿产生的峰值电流对应的电压值与器件结构中的势垒层厚度相关,势垒层越厚,发生隧穿的峰值电压越高。文中通过器件的能带结构简图和等效电路图对正向、反向偏压下的共振隧穿峰值电压差异进行了细致的分析。