高性能双极性聚合物半导体材料与晶体管器件

有机聚合物半导体材料与晶体管器件是融合了化学、材料、半导体以及微电子等学科的前沿交叉研究方向.聚合物半导体材料分子是该领域研究的重要内容,其中双极性聚合物分子半导体材料,兼具了电子和空穴的双重载流子输运能力而受到学术界的广泛关注.本文总结了双极性聚合物半导体材料与器件的研究进展,重点介绍了我们在D-A型双极性聚合物分子半导体材料设计、加工技术与器件制备以及功能应用方面的研究工作,并论述了双极性聚合物分子半导体材料与器件研究过程中存在的科学问题及发展方向.     

光电高分子专辑前言

<正>随着时代的进步,电子产品的更新换代大幅提升了人们的工作效率与生活品质.各类电子元件都和半导体材料有着密不可分的联系,但这些半导体材料均基于硅、锗、砷化镓等无机材料.与无机半导体材料不同,有机/聚合物半导体材料由π共轭单元结构构建而成,具有化学结构与器件性能可控的独特优点,在制备低成本、轻柔、大面积的光电器件时,具有极大的优势.因此,有机半导体材料在有机发光二极管、聚合物太阳电池、有机场效应晶体管     

检驗半导体材料导电类型的几种化学处理法

近些年来,半导体在科学技术中有着广泛的应用,半导体工业获得了飞跃的发展。随着半导体工业的发展,对半导体材料的貭量检驗提出了更高的要求,要求有更多、更方便和更准确的方法來检驗它的貭量。检驗半导体材料貭量的重要任务之一,是检驗它的导电类型的单一性。一般常用探針法来确定半导体材料锗和硅的导电类型。但这些方法具有一定的局限     

高迁移率聚合物半导体材料最新进展

自20世纪80年代以来,聚合物半导体材料及其薄膜场效应晶体管器件(OFETs)已取得系列突破性进展.目前,已有数百种聚合物半导体材料被成功应用于OFETs中,空穴迁移率值最高已达36.3 cm~2·V~(-1)·s~(-1),可与有机小分子半导体材料甚至可同无定形硅相媲美.综述了近年来国内外高迁移率聚合物半导体的最新进展.分类对比总结和评述了空穴传输型(p-型)、电子传输型(n-型)和双极传输型聚合物半导体材料,并对聚合物半导体材料分子设计思路、薄膜OFETs器件制备及其性能参数进行了重点阐述.同时,总结了聚合物半导体材料的分子结构、聚集态结构与OFETs器件性能之间的内在关系,为今后设计与合成综合性能优异的聚合物半导体材料提供一定理论指导.     

离子液体中电沉积半导体材料的研究

离子液体具有稳定性高、溶解性好和电化学宽窗口等优点,是理想的电解液。在离子液体中,可以得到在水溶液或其他有机电解液无法沉积的半导体材料,并且离子液体电沉积方法简便灵活,可以控制半导体材料的形貌和尺寸,在制备纳米半导体的领域中具有非常重要的现实意义。本文介绍了离子液体的性能特点,并综述了几种离子液体中电沉积半导体材料。其中包括单质半导体薄膜材料(S、iGe、Te、灰Se等),以及在光电子领域具有广阔应用前景的各种直接带隙的半导体化合物(GaAs、InSb、ZnTe等)。最后,提出离子液体电沉积方法与模板法相结合,制备Si、Ge纳米线,并可以辅助胶体晶体模板法制备光子晶体,为获得完全带隙的光子晶体材料提供了新的技术路线。     

光电流谱、光致发光光谱和紫外可见吸收光谱在纳米半导体光电器件研究中的联用

在纳米半导体中由于纳米效应(如量子尺寸效应),其电子结构与块体半导体有所不同。进一步地,当纳米半导体与基底和其他组分结合制成器件后,其性质又受到基底或其他组分的影响,这两点导致了基于纳米半导体的光电器件的性能以及相应表征方法也大不相同。将光电流谱、光致发光光谱和紫外可见吸收光谱三种技术有机地结合起来,可以更好地表征纳米半导体的电子性质和光电性能。本文根据纳米半导体材料与电极的电子性质特点及其测量,结合本课题组前期工作,举例介绍三种谱学方法相结合应用于探究光伏电池和电致发光器件的纳米半导体材料的性能,以及纳米半导体材料表面态的表征。     

全国第二次高纯金属和半导体材料分析会议在九江召开

1983年6月3日至8日,由沈阳冶炼厂半导体材料研究所筹办,在九江市召开了全国第二次高纯金属和半导体材料分析会议。全国有色金属分析情报网成员单位及中国科学院、高等院校、电子工业部等系统的有关单位     

金属氧化物半导体气敏材料抗湿性能提升策略

金属氧化物半导体气体传感器是目前研究和应用最为广泛的气体传感器之一,具有高灵敏、长寿命和低成本等优点。然而,金属氧化物半导体气敏材料在湿润环境中会与水蒸气发生相互作用,导致传感器的基线电阻发生漂移,气敏性能受到显著影响,成为传感器应用中面临的瓶颈问题。针对该问题,研究者们从抑制水的表面吸附、水与氧的竞争吸附及调控水与吸附氧的反应三个方面开发了一些金属氧化物半导体气敏材料的抗湿性能提升策略,从而提升金属氧化物半导体气敏材料的抗湿性。本文对水蒸气的影响机理进行了分析,对三类抗湿提升策略的未来发展提出展望,有望为金属氧化物半导体气敏材料抗湿性能的提升提供解决思路与方法指导。     

高纯度硅的制备

(一)绪言硅作为半导体材料对现代科学技术已具有极大的实际重要性,在許多半导体材料中,目前锗和硅被公认为是最优越的,此二材料中,锗被作为半导体材料的研究对象要早些,而硅的优越性最近才被注意。由于它“禁带”能级为1.10电子伏較锗0.70电子伏为高,引导到两个重要的结果,首先作为材料它較锗能耐更高的温度(>200℃),所以它能在锗半导体已失效的温度下照常工作(Ge耐温度～75℃),其次較大的能級,使它的p-N结的逆电流较锗更低,这些性质对很多无綫电线路来说是很重要的。     

多级复合半导体纳米材料的制备

金属氧化物、Ⅲ-Ⅴ、Ⅱ-Ⅵ等半导体纳米材料由于其独特的功能性质已广泛应用于光学、电子、太阳能转化、催化等领域,是当今先进材料领域的研究前沿与热点。随着科技的发展,人们对材料的高效、多功能要求已成为必然,对半导体材料发展要求亦如此。多组分复合、多层次结构协同是实现半导体纳米材料多功能化与高效化的有效途径。构筑多级结构组合纳米半导体,不但可以调控其能带结构而提高半导体材料的光电与催化性能,而且由于多级低维纳米结构聚集时形成的空间位阻效应可以有效克服纳米晶“易团聚”难题。本文提出多级结构组合纳米晶的概念、分类,结合近年来该领域的研究实践,较系统地综述了多级复合半导体纳米结构制备的最新研究进展。首先简要介绍了多级复合半导体纳米材料的概念与典型结构; 其次对典型多级复合半导体纳米材料的制备方法进行了重点评述,分别综述了液相法、气相法以及最新发展起来的静电纺丝等方法在多级结构半导体复合纳米材料制备中的应用实践。再其次,对以具有半导体特性的石墨烯及其功能化衍生物为基体的新型多级复合半导体纳米材料的制备做了综述。最后对半导体/半导体多级结构复合纳米材料的发展方向做了展望。     

多酸促进半导体的光电转化及其在太阳能电池中的应用

多金属氧酸盐(简称为多酸)作为一种分子型金属氧化物,具有结构的多样性和独特的物理化学性质,在催化、分子基功能材料、分子磁学等领域显示出广泛的应用。特别是近年来,利用多酸作为电子受体去捕获半导体材料中的光生电子,促进电荷分离并且抑制半导体中载流子的复合,从而有效地提高了半导体的光电转换效率,在半导体光电器件和太阳能电池中显示了应用潜力。本文基于我们的研究工作和近期文献,综述了多酸促进半导体光电转换作用的研究进展及其在太阳能电池中的应用,并且对其未来的发展方向进行了展望。     

基于银系半导体材料的全固态Z型光催化体系

基于半导体材料的光催化技术有望利用清洁太阳能治理环境污染和缓解能源短缺问题。近年来,一些窄带隙银系半导体材料在可见光照射下具有优异的氧化还原能力,成为光催化材料研究领域的热点之一。然而,单一银系光催化材料成本高、稳定性差从而限制其实际应用,因此,复合光催化材料得到广泛关注。最近,模拟植物光合作用过程而建立起来的全固态Z型光催化体系不仅增强银系材料光催化活性,同时又提高其稳定性和降低使用成本。本文首先阐述了Z型光催化体系的由来和反应机制,详细论述了目前基于银系半导体材料的全固态Z型光催化体系的构建、应用及反应机理。在此基础上,指出了这些体系在研究中存在的一些问题,并对其研究前景进行了展望。     

二维半导体合金的制备、结构和性质

原子层厚度的二维半导体材料因具有特殊的低维效应而被广泛研究. 面向光电器件应用, 需要可控调节二维半导体材料的能带结构, 包括带隙、价带/导带位置等. 合金方法是一种调控半导体能带的通用方法. 本综述介绍了近几年来二维半导体合金材料的研究进展, 包括材料的热力学稳定性、可控制备、结构表征和性质研究. 介绍的材料体系是过渡金属二硫族化物的单层合金材料, 金属元素主要是第六副族的Mo和W, 硫族元素主要是S和Se.     

电化学沉积CdSe纳晶薄膜的性能及沉积机理

电化学沉积是半导体薄膜制备的一种简便方法,常用于Ⅱ-族化合物半导体薄膜的制备.通过电沉积条件的适当改变可成功地在导电衬底上制备半导体纳晶薄膜^[1].CdSe薄膜作为一种透光性好、导电性好的半导体材料,可进行光学性能和光电性能方面的研究,而半导体纳晶多孔电极的光电化学特性与体材料之间有很大不同.本文采用电化学沉积法制备了CdSe纳晶薄膜并研究了其性能,通过扫描隧道显微镜(STM)形貌分形分析进一步研究其沉积机理.     

化学简讯

制造复合半导体材料的新方法东京大学和东京理工学院的科学家们研究了一种有效的制造复合半导体材料的新方法。传统方法是在基体上一层一层地将物质沉积上去的,而M.Kawasaki及其同事报导的新方法却可以在反应室中同时引入生     

石墨烯/蓝宝石基底上无应力AlN的快速生长

<正>以氮化物为代表的第三代半导体材料,在发光二极管~(1,2)、激光二极管~3、紫外辐射源~4、高频功率电子学~(5,6)等领域具有广阔的应用前景。目前,制备第三代半导体材料的常用方法是金属有机化学气相沉积(MOCVD)法,常用的衬底主要包括蓝宝石、硅、碳化硅等。但是,在材料异质外延过程中,衬底与半导体薄膜之间较大的晶格失配和热失配会导致材料中应力的积累以及缺陷密度的升高。除此之外,在材料岛状拼接生长过程中,在拼接界面处会引入大量的缺陷结构7。上述两类缺陷严重地降低了材料的质量,进而会影响器件的效     

银辅助化学刻蚀半导体材料

微电子器件的发展趋势是小型化和多功能化,这就对半导体材料的加工技术提出了更高的要求。与传统的加工技术相比,近年发展起来的贵金属粒子辅助化学刻蚀半导体材料制备微结构技术因操作简单、不需要精密设备、反应迅速和可批量生产等优点引起了国内外学者的广泛关注。本文以Si为主,详细介绍了Ag辅助化学刻蚀半导体材料的机理、反应现象及影响因素,总结了各种微结构的制备技术及其应用。此外,对Ge,Si1-xGex和GaAs等其他半导体材料的贵金属粒子辅助化学刻蚀技术也进行了综述。同时分析了贵金属粒子辅助化学刻蚀半导体目前存在的问题,并对未来的研究方向进行了展望。     

共轭聚合物材料的有序化,结晶化及器件应用研究

聚合物半导体材料因其可溶液加工的特点在构筑大面积、价廉、柔性有机器件方面引起了人们的广泛兴趣.但是,通常情况下,器件中聚合物半导体薄膜都是通过旋涂方式制备,该薄膜中分子的有序性差而且存在大量的晶界和缺陷,这不利于聚合物半导体材料本征性能的合理评价和高性能聚合物光电器件的制备.因此,如何制备高取向聚合物薄膜一直是该领域研...     

拉氏变换阻抗分析测量CdSe薄膜电极的表面态

在光电化学光能转换的研究中,由于多种因素在半导体/溶液界面形成了各种性质和作用不同的表面态,在界面的电荷和能量转移中起着重要作用,对光电转换性能产生较大的影响。对于多晶半导体——作为具有实用前景和目前深受重视的光电转换材料,由于存在较多的晶格缺陷和晶粒界面,在表面形成了浓度较高的表面态,这些表面态可作为光生电子空穴的复合中心,是造成多晶材料光电转换效率低于单晶材料的主要原因。因此测量和研究半导体/溶液界面的表面态能量分布,性质及作用对研究光电转换过程的机理,特别是对改善多晶半导体的性能都具有直接的重要意义。     

电致发光聚合物/纳米半导体材料及其双功能器件

电致发光材料在大屏幕平板显示和移动通讯器件方面有着极大的优越性。Ⅱ-Ⅵ族无机半导体、金属有机化合物及共轭聚合物等都是电致发光材料。由半导体纳米晶体和电致发光聚合物组成的双发光器件中,纳米半导体的发光不仅可以通过掺杂及形成核壳结构来加以调节,而且受到其复合体系类型、纳晶含量、外加电压等因素制约;而无机半导体的高电荷输运特性也将影响聚合物发光层的效率。同时,利用无机纳米半导体的光导特性,这种复合体系也可以制成光导与电致发光双功能器件,且其发光效率可有较大幅度提高。