Two crucial factors influencing quality of GaAs on Ge substrate

High-quality GaAs films with fine surfaces and GaAs/Ge interfaces on Ge have been achieved via molecular beam epitaxy. The influence of low temperature annealing and low temperature epitaxy on the quality of the film when GaAs is grown on a （100） 6 ° offcut towards [111] Ge substrate are investigated by analyzing and comparing the GaAs films that are fabricated via three different processes. A low temperature annealing process after high temperature annealing and a low temperature epitaxy process after the initial GaAs growth play a vital role in improving the quality of GaAs film on a Ge substrate.     

SOI新结构——SOI研究的新方向

SOI（silicon-on-insulator：绝缘体上单晶硅薄膜）技术已取得了突破性的进展，但一般SOI结构是以SiO2作为绝缘埋层，以硅作为顶层的半导体材料，这样导致了一些不利的影响，限制了其应用范围。为解决这些问题和满足一些特殊器件／电路的要求，探索研究新的SOI结构成为SOI研究领域新的热点。如SOIM，GPSOI，GeSiOI，SionAlN，SiCOI，GeSiOI，SSOI等。文章将结合作者的部分工作，报道SOI新结构研究的新动向及其应用。     

丙烯腈-衣康酸基纳米纤维纱线的热稳定及碳化研究

碳纳米纤维主要以聚丙烯腈(PAN)作为前驱体,通过纺丝、热稳定、碳化等后处理工艺制备而得。但是,PAN基纳米纤维取向度低、致密性差,热稳定后环化度低,碳化后导电性差等缺点阻碍其在高性能碳纳米纤维领域的发展。因此,在PAN分子链中引入衣康酸(IA),通过溶液聚合法合成了P(AN-co-IA)共聚物并通过静电纺丝法制备了P(AN-co-IA)基纳米纤维纱线。研究了纱线中纳米纤维的取向度、致密性以及在热稳定后的环化反应程度。重点研究了P(AN-co-IA)基碳纳米纤维纱线的线电阻、微观结构与碳化温度的关系。用扫描电子显微镜(SEM)对纱线进行形貌表征。用X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶显微红外仪(FT-IR)、拉曼光谱仪(Raman)对纱线进行结构分析。结果表明,P(AN-co-IA)基原丝纱线的结构较致密,取向度较高。热稳定后的P(AN-co-IA)基纳米纤维的环化度高于PAN基纳米纤维。当碳化温度升至1100℃时,P(AN-co-IA)基碳纳米纤维纱线的线电阻明显降低至14Ω/cm。当碳化温度继续升高至1400℃,纱线的线电阻没有明显变化,但通过Raman光谱分析其无序碳结构会大幅增加。本文的研究结果为制备高取向性、高致密性和高电导性的碳纳米纤维纱线提供了一定的理论及实验基础。     

易分散碳纳米管阵列可控制备及其衍生超级电容器性能

采用浮动催化剂化学气相沉积(FCCVD)的方法制备碳纳米管(CNT)阵列,通过优化温度、注射速率、生长基底等实验条件,得到高度达到3mm的超长CNTs阵列。选用间甲酚为分散剂,实现了CNT阵列的超大浓度分散,最大分散浓度可以达到120 mg/mL,良好的分散性可以使分散体形成紧密团聚的面团状。选用40 mg/mL的浓糊状分散体,用刮涂的方法得到了大面积的CNTs纸,测试了CNTs的电容性能,表现出稳定的电容器性能。     

SiO2固态电解质中的质子特性对氧化物双电层薄膜晶体管性能的影响

本文采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)在室温条件下制备了具有双电层效应的二氧化硅(SiO₂) 固体电解质薄膜, 并以此SiO₂薄膜作为栅介质制备了氧化铟锌(IZO)双电层薄膜晶体管. 本文系统地研究了SiO₂固体电解质中的质子特性对双电层薄膜晶体管性能的影响, 研究结果表明, 经过纯水浸泡的SiO₂固体电解质薄膜可以诱导出较多的可迁移质子, 因此表现出较大的双电层电容. 由于SiO₂固体电解质薄膜具有质子迁移特性, 晶体管的转移特性曲线呈现出逆时针方向的洄滞现象, 并且这一洄滞效应随着栅极电压扫描速率的增加而增大. 进一步对薄膜晶体管的偏压稳定性进行测试, 发现晶体管的阈值电压的变化遵循了拉升指数函数(stretched exponential function)关系.     

宽谱响应的混合碳纳米管光电探测器的制备和性能

基于表面等离子体增强的机理,利用银纳米线及半导体性单壁碳纳米管通过微纳加工手段制备了一种混合光电探测器,使用扫描电子显微镜、拉曼光谱分析仪、半导体装备分析仪及光电流谱技术等手段分别表征了制得混合光电探测器的微观形貌、响应光谱特征、光吸收性能和光响应性能及光电流光谱性能。结果表明,制得混合光电探测器沟道薄膜形貌均匀紧密,沉积成膜的碳纳米管直径约为1.4 nm,主要由半导体性单壁碳纳米管所构成。该杂化的光电探测器在可见光到近红外光谱范围内都表现出优良的宽谱响应特性。在近红外波段(约1 050 nm)下,混合光电探测器的光响应度可以达到34.9 mA/W,远优于无银纳米线光电探测器(7.45 mA/W)。并且混合器件在受到532 nm激光激发时的响应时间约为200μs,同时保持了超快的光响应性能。与无银纳米线光电探测器相比,混合光电探测器在宽谱范围内的光响应性能增强,其中,在光电流模式下的光响应性能最高增强7.5倍。     

石墨烯-氧化锌复合材料及其电化学性能

采用Hummers法制得氧化石墨,再经溶剂热法一步合成石墨烯-氧化锌复合材料（GZO）. 在6 mol·L^-1氢氧化钾电解液中,测试循环伏安曲线、交流阻抗谱图和计时电位曲线. 结果表明,石墨烯-氧化锌复合材料电极的比电容为115 F·g^-1,具有较好的循环寿命,改善了超级电容器的性能.     

In-situ growth of a CdS window layer by vacuum thermal evaporation for CIGS thin film solar cell applications

Highly crystalline and transparent CdS films are grown by utilizing the vacuum thermal evaporation （VTE） method. The structural, surface morphological, and optical properties of the films are studied and compared with those prepared by chemical bath deposition （CBD）. It is found that the films deposited at a high substrate temperature （200 ℃） have a preferential orientation along （002） which is consistent with CBD-grown films. Absorption spectra reveal that the films are highly transparent and the optical band gap values are found to be in a range of 2.44 eV-2.56 eV. Culnl_xGaxSe2 （CIGS） solar cells with in-situ VTE-grown CdS films exhibit higher values of Voc together with smaller values of Jsc than those from CBD. Eventually the conversion efficiency and fill factor become slightly better than those from the CBD method. Our work suggests that the in-situ thermal evaporation method can be a competitive alternative to the CBD method, particularly in the physical- and vacuum-based CIGS technology.     

一种新型SOI结构——SiGe-OI材料研究进展

SOI（silicon on insulator，绝缘层上的硅）技术和SiGe（silicon germanium，锗硅）技术都是微电子领域的前沿技术，SiGe-OI（SiGe-on-insulator，绝缘层上的锗硅）新型材料是最近几年来才出现的一种新型SOI材料，它同时具备了SOI技术和SiGe技术的优势，因而成为当前微电子研究领域的最前沿课题之一。文章结合中国科学院上海微系统与信息技术研究所的工作，综述了SiGe－OI材料研究情况和应用前景，详细介绍了其主要的制备方法，最后报道了作才在SiGe－OI材料研究上的一些实验结果。