S掺杂CuInSe2:导致的体积变化对其禁带宽度的影响

运用第一性原理方法研究了CulnSe2和不同量的S掺杂CulnSe2所形成的化合物的电子结构.理论计算表明,S掺杂导致CuInse2禁带宽度增大,且通过对其电子结构和键长的分析,发现因S掺杂浓度的增加而导致的CulnSeS化合物晶格体积减小对其禁带宽度的增加有重要的影响.     

重掺杂发射区中禁带宽度和少子复合寿命的确定方法

禁带宽度和少子复合寿命是硅晶体管发射区中重要的物理参数。本文利用p-n结反向扩散电流的温度特性和借助于线性外推法,提出了一种确定绝对零度时禁带宽度的新方法。由于发射区重掺杂,本文考虑了载流子的费米-狄拉克统计分布。提出了确定发射区中少子复合寿命的方法。该方法简便实用。     

本征击穿电场与禁带宽度的关系

在汇集实验数据的基础上,提出了对半导体和绝缘体材料的本征击穿电场与其禁带宽度之间关系的通用表达式。根据半导体与绝缘体本征击穿电场规律的不同,首次有依据地提出了用禁带宽度Eg值对材料进行明确统一分类的定量判据:击穿场判据。给出了直接用禁带宽度Eg表示的半导材料的各种简化优质系数表达式。基于文章提出的关系式,计算了多种重要的二元化合物半导体及高k栅介质的本征击穿电场预期值。     

Nb掺杂浓度对单层MoS_2电子能带结构的影响

运用密度泛函理论的第一性原理方法,研究了本征和不同浓度Nb掺杂单层MoS_2的晶体几何结构、能带结构、态密度、电荷局域密度函数以及形成能。计算结果发现,本征单层MoS_2为直接带隙,禁带宽度为1.67 e V。随着Nb掺杂浓度的增加,单层MoS_2价带顶会越过费米能级向高能区方向移动,导带底则向低能区方向移动,致使其禁带宽度大幅度减小。当掺杂浓度为8.33%时,其禁带宽度减小至1.30 e V。带隙值的大幅减小,电子从价带激发到导带变得更容易,应用在以晶体管为代表的逻辑器件等领域,将使其电流开关比、导电性等电学性能得到显著提升。此外,掺杂前后成键类型均是离子键与共价键的混合键,形成能较低,说明掺杂体系的热力学稳定性良好,易于实现。研究结果为单层MoS_2在半导体器件的实际应用提供了理论指导。     

温度、Ge含量和掺杂浓度对Si_(1-x)Ge_x禁带宽度的影响

提出了锗硅材料禁带宽度随锗含量、温度及掺杂浓度变化的经验公式 ,改善了以往经验公式局限性较大的缺点 ,拓宽了公式的使用范围 .分析并计算了不同温度、掺杂浓度以及不同材料的禁带变窄量 ,与实验数据进行了对比 ,两者符合得很好 .     

磁控溅射金属预置层后硒化法制备CuInSe2薄膜工艺条件的优化

采用四因素四水平的正交实验法优化了磁控溅射金属预置层后硒化法制备CuInSe2薄膜的工艺条件.调节四个较为重要的影响因素,即Cu/In比、硒化时间、硒化温度和硒源温度制备得到16个CuInSe2样品.用Hall效应仪对薄膜的电学性能进行了研究,并且通过XRD研究了薄膜的结构性能.得到了制备具有较好电学性能的CuInSe2薄膜的优化条件为:Cu/In比1.133,硒化温度420℃,硒化时间20min,硒源温度200℃.在此优化条件下得到的薄膜Hall迁移率可以达到3.19cm2/(V*s),XRD结果表明薄膜中没有杂相存在.     

XPS测量稀土氧化物薄膜禁带宽度的可行性研究

采用射频磁控溅射法在石英衬底和Si衬底上分别生长了Er2O3,Tm2O3和Yb2O3三种稀土氧化物薄膜。分别利用光学方法和X射线光电子能谱测量法对以上三种稀土氧化物的禁带宽度进行了测量,并将测量结果进行了对比研究。采用光学方法测量的Er2O3,Tm2O3和Yb2O3的带隙分别是(6.3±0.1),(5.8±0.1)和(7.1±0.1)eV;而采用X射线光电子能谱法测量的这三种材料的禁带宽度分别为(6.2±0.2),(6.0±0.2)和(6.9±0.2)eV。两种测量结果的对比分析表明:在误差允许的范围内,利用X射线光电子能谱方法测量稀土氧化物的禁带宽度是可行的。     

金属离子掺杂纳米TiO2薄膜光阳极的性能研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备TiO2多孔薄膜,掺杂不同功函数的金属离子制备M-TiO2纳米薄膜电极,XRD、AFM,UV-Vis检测M-TiO2结构、形貌和性能.结果表明:掺杂摩尔分数2%的金属离子没有改变TiO2的晶格结构,但其吸收峰在可见光区都发生明显的红移,禁带宽度降低,掺杂后的M-TiO2电极比没有掺杂的T...     

Si掺杂对缺陷诱导的GaN磁性的影响

利用第一性原理局域密度自旋近似方法,研究了缺陷诱导的GaN的内禀磁性以及Si掺杂对缺陷GaN磁性的影响.研究发现缺陷诱导GaN的内禀磁矩为3μB,Si掺杂后缺陷诱导的GaN磁矩发生淬灭为2μB.随Si含量的增加磁矩进一步减少.该理论结果对实验有指导意义.     

面心立方3维光子晶体带隙数值研究

为了数值研究面心立方晶格球形散射体3维光子晶体能带结构,采用平面波展开方法分别计算了空气中的介质球与介质中的空气球在不同参量下的能带。结果表明,空气中的介质球不论选任何参量都不出现完全禁带,介质中的空气球在选取适当参量时能出现禁带,禁带宽度与适当空气球半径、适当基质介电常数的关系相似,禁带位置中心坐标与适当空气球半径、适当基质介电常数的关系相反。此结论推广和补充了相关文献的研究。     

复式晶格光子晶体光纤带隙分析

提出了一种复武晶格光子晶体光纤,通过向传统正方形格子空气孔光子晶体光纤中引入半径相同但折射率为负的介质柱,构成两种正负折射率介质柱嵌套的周期性排列结构.用平面波法分析这种光纤的光子带隙,仿真结果表明:与传统的正方形格子空气孔光子晶体光纤相比,当R/A=0.35,衬底折射率nb=1.30,空气孔折射率na=1.0,介质柱折射率nc=-1.0时,这种光纤可以实现光子带隙效应导光;当品格常数A的范围为1.5～3.0μm时,传输波长范围为880～2 300 nm.     

用平面波展开法计算二维方形光子晶体的带隙结构

用平面波展开法计算二维正方晶格光子晶体的带隙结构，对二维光子晶体的电磁波理论及周期介质中的Bloch波解进行了详细的推导，得出TE模和TM模下无缺陷时光子晶体的色散曲线，并设计了低频区域内具有较大带隙宽度的两种二维光子晶体的空间周期结构. 经过大量的计算，发现硅中的空气柱型光子晶体在红外波段TE模和TM模存在重叠的绝对光子带隙，并分别研究了空气中的硅介质柱和硅中的空气柱的TM模带隙宽度随空气柱半径和填充比变化的规律.     

二维光子晶体的带隙分析

研究了三角形二维光子晶体的带隙随结构参数的变化规律。计算表明 ,对于空气柱等边三角形二维光子晶体 ,当介电常数比为 13:1时 ,最佳填充比为 0 .78,最大带宽是 0 .0 94 (Δωa/2πc) ;当填充比固定时 ,介电常数比大于 8才会有带隙出现 ,且介电常数比越大 ,带隙越宽 ;两个晶格矢量的夹角与最佳夹角偏离 60° ,向上最大达到 74°、向下最大达到 4 6°时带隙消失。     

基于FDTD法模拟一维TiO_2光子晶体缺陷态的研究

介绍了时域有限差分法（FDTD）的基本原理,设计了一个由TiO2和SiO2组成的（AB）MA结构一维光子晶体模型（A为TiO2,B为SiO2,M=8）,并对光子晶体中传播的电磁场作了模拟和分析.结果表明：不通过掺杂的方法,只是改变光子晶体的结构参数也可在光子带隙中引入缺陷态,且缺陷态的中心波长和宽度随结构参数的改变而变化.     

CuInSe_2纳米晶体的制备研究

以三乙醇胺为溶剂,通过易于实现的非注入法(noninjection)合成铜铟硒(CuInSe2)纳米晶体。采用SEM、XRD、XPS和EDX分析了所制CuInSe2纳米晶体的组分与结构。结果表明,合成的CuInSe2纳米晶体为类球形,尺寸均匀,具有单一相结构并且接近化学计量比。该纳米晶体的能带隙为(1.03±0.03)eV,对可见光吸收良好,符合光伏应用的要求。     

二维液晶光子晶体的带隙特性分析

利用平面波法分析了二维液晶光子晶体的带隙结构,着重对三角形和正方形空气孔光子晶体带隙随液晶旋转角的变化情况进行了分析和比较.仿真结果表明,两种结构的光子晶体都可以通过改变填充液晶的转向角来实现带隙的动态可调性.正方形结构对填充比要求较高,制备难度大,而三角形结构带隙变化范围大,适当增加填充比还可以得到更好的可调性能,因此在实际应用中应尽量选择三角形结构的液晶光子晶体.利用液晶光子晶体的动态可调性,可以制成多种光通信系统中需要的器件,如全光开关、滤波器等,不仅可以节约成本,避免相似产品的重复购置,还可以提高系统的灵活性.     

Optical Properties of One-dimensional Three-component Photonic Band Gap Structure

1　IntroductionMaterialswithPhotonicBandGaps (PBG’s)havebeenwidelystudiedboththeoreticallyandex perimentallyinthepastfew years[1～ 4] .Theexis tenceofgaps,which prohibitthepropagationofelectromagnetic (EM )wavesinacertainrangeoffrequencies,canhavesignificantimpactsbothinsci enceandtechnology .Manypracticalapplicationsofthesestructureshavebeensuggestedanddemon strated ,suchasPhotonicCrystal (PC)microcavi ties[5] ,infraredPC[6] ,PClens[7] ,suppressingspontaneousemission ,manipulatinglight…     

填充率对有限高度二维光子晶体带隙的影响

针对三角晶格空气孔和四方晶格介质柱这两种结构的有限高度二维光子晶体,用平面波展开法计算它们在不同填充率下的带隙结构,分析了带隙特性及填充率对带隙结构的影响。结果表明,晶胞中的空气所占的比例较大时,带隙的位置向高频方向移动,带隙宽度则在逐渐增大的同时又受到光锥边界的限制,结构参数为相对介电常数2和12,总高度为3L1;三角和四方晶格的中间层高度分别为L1=0．6a和L1=1.5a时,填充率r／a分别取0．42和0．19可得到较大的带隙,范围分别是(0．30～0．45)和(0．34～0．45)wa／2πc。