半导体纳米晶光电性能的研究进展

综述了近年来国内外纳米晶体光电子性质研究领域某些方面的进展情况,着重介绍了半导体纳米晶在光吸收、光致发光、非线性光学效应和电阻率等方面的独特性能。这些研究表明,对于0—3nm晶体(纳米晶粒处于分散介质中)来说,量子尺寸效应是产生晶体性质突变的主要原因之一。对纳米晶体结构和性能的深入研究,能为光电子材料的发展提供新的途径和思路。     

Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米晶在光电器件方面的应用研究进展

光电器件是指以光电效应为基础的器件,又被称作光敏器件,伴随社会的不断发展以及科技的不断成熟,光电器件制作工作得到了一定发展。近几年来,如何将Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米晶应用在光电器件中的研究成了社会研究的热点内容,基于此,本文针对此方面研究工作展开了详细论述,供从业人员参考使用。     

全无机钙钛矿纳米晶薄膜光电探测器

为改善有机-无机铅卤钙钛矿的空气稳定性,采用高温热注入法合成了两种不同尺寸的全无机钙钛矿CsPbBr3纳米晶。由于晶粒尺寸对纳米晶薄膜电学性能具有决定性的作用,研究了CsPbBr3纳米晶尺寸对薄膜光电导探测器光电响应性能的影响。结果表明:纳米片薄膜的光电流是纳米立方块薄膜的100倍,归结于二维CsPbBr3纳米片薄膜更少的晶界导致了更长的载流子扩散长度。对性能更加优异的纳米片薄膜光电探测器进行了全面的性能评价,低的噪声等效功率和高的归一化探测率表明其具有优异的弱光探测能力。     

ZnO纳米晶的发光性质

研究了量子限域体系下ZnO纳米晶随尺寸变化的发光性质。吸收边随着颗粒尺寸减小发生持续的蓝移。光致发光光谱包含两个发光峰：一个是紫外激子发射,另一个是处于绿光区的杂质或缺陷发射,均受量子限域效应调制。带边发射相对于吸收峰的Stokes移动随着颗粒尺寸减小而增大。选择激发实验发现光致发光强烈依赖于激发能。     

球形CdSe纳米晶的制备及其光电性能

以Cd(NO3)2和Na2SeSO3的混合液为反应体系,采用液相法(绝氧环境)制备CdSe纳米晶.探讨了Cd与Se摩尔比、Na2EDTA用量、反应温度和反应时间等制备条件对样品在模拟太阳光下光电性能的影响.结果表明,当n (Cd) ∶n(Se)=6∶1时,加入25 mL0.16 mol/L Na2EDTA、在90℃下反应40 min所得CdSe纳米晶薄膜具有较高的光电压,其值约为0.387 7 V.X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)以及扫描电子显微镜(SEM)表征结果显示,位于25.354°最强衍射峰(111)晶面和60.943°最弱衍射峰(400)晶面处的CdSe纳米晶粒尺寸分别为44.98 nm和17.82 nm;以Cd元素对CdSe进行归一化处理后,样品中Cd和Se元素原子数分数均为12.42％,质量分数分别为34.77％和24.42％;样品CdSe纳米晶体呈球形,分散均匀,直径约为100 nm.     

纳米半导体材料及其纳米器件研究进展

简单介绍纳米半导体材料的定义、性质及其在未来信息技术中的地位,分别讨论半导体纳米结构的制备方法与评价技术;对近年来纳米半导体材料和基于它的固态量子器件研制所取得的进展、存在的问题和发展的趋势作扼要的综述,最后,结合国情和我国在该领域的研究现状,提出发展我国纳米半导体材料的战略设想。     

纳米半导体材料及其纳米器件研究进展

(接上期第21页)4.2.2量子点激光器 应变自组装量子点材料与量子点激光器的研制已成为近年来国际研究热点.应用这种技术已制备出量子点激光器,波长覆盖了近红外和红光波段.1992年Ueno等人报道了单层InGaAs/A1GaAs量子点结构,实现了室温激射,阈值电流密度(Jth)为950A/cm2;1994年俄德联合小组首先研制成功InAs/GaAs量子点材料;1996年Alferov等人研制成功有源区为三层结构 (垂直耦合)的量子点激光器,Jth为680A/cm2;同年Ledentsov等人[24]又报道了10层垂直耦合InGaAs/GaAs量子点结构激光器,室温Jth为90A/cm2;1997年Ustinov等人又报道了Jth低达60A/cm2的量子点激光器,其结果已接近当前最好的量子阱激光器的性能1996年量子点激光器室温连续输出功率达1W,阈值电流密度为290A/cm2,1998年达1.5W;1999年InAlAs/InAs量子点激光器283K温度下最大连续输出功率(双面)高达3.5W.     

纳米晶非挥发性存储器研究进展

介绍了纳米晶非挥发性存储器的发展状况和基本工作原理,比较了纳米晶非挥发性存储器所涉及到的各种不同的电荷输运机制,系统介绍了纳米晶非挥发性存储器在纳米晶材料设计、纳米晶晶体生长控制方法、隧穿/控制介质层工程和新型存储器器件结构等方面的一些最新研究进展,对纳米晶非挥发性存储器的研究趋势进行了展望。     

水热法制备TiO2纳米晶薄膜的光电性能研究

利用水热法制备了纳米TiO2粉体,分别利用该粉体和经过氢氧化钠溶液水热处理后的粉体涂覆在导电玻璃上制备成薄膜,然后组装为染料敏化太阳能电池.利用XRD和SEM对该薄膜进行表征,并用I-V测试仪对电池的光电性能进行研究.结果表明:未经处理的粉体制备的薄膜粒径小,分布均匀,为纯锐钛矿晶型,组装的电池光电转化效率为4.09%...     

前驱物[S2-]/[Pb2+]摩尔比对PbS纳米晶红外发光光谱的影响

采用水溶性前驱物在乙醇介质中制备了不同[S2-]/[Pb2+]摩尔比例的PbS纳米晶,利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见吸收光谱（Abs）、光致发光谱（PL）对所制备PbS纳米晶的晶体结构、纳米晶粒径、形貌以及能带结构和发光特性进行了表征,结果表明:随着前驱物[S2-]/[Pb2+]摩尔比例的提高,PbS纳米晶颗粒尺寸从3.9 nm增大到5.9 nm,发光峰值位置从1 009 nm移动到1 486 nm。通过拟合[S2-]/[Pb2+]=0.5条件下PbS纳米晶平均粒径对时间变化曲线,发现该方法下PbS纳米晶所经历的生长机制为Ostwald成熟化。运用经典纳米晶扩散控制生长模型,解释了实验中随着[S2-]/[Pb2+]的提高对溶液中纳米晶生长速率的影响。     

金属纳米晶快闪存储器研究进展

金属纳米晶具有态密度高、费米能级选择范围广以及无多维载流子限制效应等优越性,预示着金属纳米晶快闪存储器在下一代闪存器件中具有很好的应用前景。从金属纳米晶存储器的工作原理、纳米晶的制备方法、以及新型介质材料和电荷俘获层结构等方面,对金属纳米晶存储器近年来的研究进展进行了总结。     

Au纳米晶MIS结构存储性能研究

从器件结构和能带的角度分析了提高非易失性存储器性能的可能途径,建立了纳米晶浮栅结构的存储模型,并在模型中考虑了量子限制效应对纳米晶存储性能的影响.基于模型计算,分析了纳米晶材料、高k隧穿介质材料及其厚度对纳米晶浮栅结构存储性能的影响.同时,制作了MIS结构(Si/ZrO2/Au Ncs/SiO2/Al)的存储单元,针对该存储单元的电荷存储能力和电荷保持特性进行测试,并对测试结果进行分析.     

Ge/Si复合纳米结构电荷存储特性的模拟研究

这一研究工作模拟计算了 Ge/ Si复合纳米结构 MOSFET存储器的擦写和存储时间特性。结果表明 ,Ge/ Si复合纳米结构存储器在低压下即可实现 μs和 ns量级编程。与 Si纳米结构存储器相比 ,由于 Ge/ Si复合势阱的作用 ,器件的电荷保留时间提高了 3～ 5个量级 ,有效地解决了快速擦写编程与长久存储之间的矛盾 ,使器件的性能得到明显改善。     

CsPbBr3 Nanocrystal Films: Deviations from Bulk Vibrational and Optoelectronic Properties

Metal‐halide perovskites (MHP) are highly promising semiconductors for light‐emitting and photovoltaic applications. The colloidal synthesis of nanocrystals (NCs) is an effective approach for obtaining nearly defect‐free MHP that can be processed into inks for low‐cost, high‐performance device fabrication. However, disentangling the effects of surface ligands, morphology, and boundaries on charge‐carrier transport in thin films fabricated with these high‐quality NCs is inherently difficult. To overcome this fundamental challenge, terahertz (THz) spectroscopy is employed to optically probe the photoconductivity of CsPbBr₃ NC films. The vibrational and optoelectronic properties of the NCs are compared with those of the corresponding bulk polycrystalline perovskite and significant deviations are found. Charge‐carrier mobilities and recombination rates are demonstrated to vary significantly with the NC size. Such dependences derive from the localized nature of charge carriers within NCs, with local mobilities dominating over interparticle transport. It is further shown that the colloidally synthesized NCs have distinct vibrational properties with respect to the bulk perovskite, exhibiting blue‐shifted optical phonon modes with enhanced THz absorption strength that also manifest as strong modulations in the THz photoconductivity spectra. Such fundamental insights into NC versus bulk properties will guide the optimization of nanocrystalline perovskite thin films for optoelectronic applications.     

纳米材料在光电探测器中的应用

以纳米颗粒、纳米管、纳米线材料制作的紫外探测器、红外探测器为例,综述了当前纳米光电探测器的开发现状和发展趋势.     

激光灼蚀形成纳米硅的光致发光谱研究

在激光灼蚀(PLD)系统中,采用流动的N2作为环境气体成功制备了尺寸从2纳米到几纳米之间的纳米硅,并在1.60～1.75eV之间观测到了较强的光致发光谱:结合Raman散射和光致发光谱的分析,推断强光致发光来源于纳米硅的量子效应。     

Fermi-Level Pinning in Nanocrystal Memories

The nanocrystal (NC) work-function engineering, which plays an important role on the NC memory characteristics such as memory window and retention time, were long regarded as a matter of choice on NC materials. In this letter, we report opposite polarities of charge storage in Au NC memories with different control oxides. The effective NC work function is found to be not only a bulk property of the NC, but also governed by the interface with surrounding dielectric, as a result of the Fermi-level pinning. By replacing Au NCs with C₆₀ molecules, we also show the pinning effect generally exists at quantum-dot-based devices with high density of interface states. This fundamental interface property should be taken into account in the selection of NC and dielectric materials for the NC memory optimization     

形貌对LiFePO_4性能影响的研究进展

综述了近年来新型锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展。从掺杂网状结构碳、碳纳米管、碳纳米纤维以及球形、棒状和空心LiFePO4的制备几个方面,对不同形貌与结构的LiFePO4的研究现状进行了介绍与讨论。碳掺杂可有效提高LiFePO4的导电性,并抑制粒径的增大;减小材料颗粒的粒径,可以从根本上提高颗粒的比表面积,有效减小电荷的移动距离,提高参与电化学反应材料的比例;而材料的特殊形貌有助于形成导电网络,对其导电性能的提高有着十分重要的影响。综上所述,通过减小颗粒的粒径、提高比表面积、掺杂导电剂以及制备更易形成导电网络形貌的材料,是获得优良性能LiFePO4的有效方法。