大范围ReS2纳米带的化学气相沉积制备及特性表征

采用化学气相沉积方法,在整个SiO2(300 nm)/Si衬底上制备出了大面积、高质量的单层及多层ReS2纳米带,纳米带的长度可达150μm.利用光镜、原子力显微镜(AFM)、荧光(PL),拉曼(Raman)以及X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对所得不同层数的ReS2样品进行了表征.结果表明:所制备的ReS2纳米带的拉曼信号与化学气相沉积方法制备的(CVD)单层及多层的薄膜材料差别不大,而其荧光峰出现了明显的展宽,且峰位出现了明显的蓝移.化学气相沉积法(CVD)制备ReS2纳米带操作简单,可控性与可重复性高,对其基础研究和未来潜在应用有着比较重要的现实意义.     

ZnO纳米管的制备及光学特性研究

ZnO nanotubes have been fabricated through a carbon thermal reduction deposition process. Structure characterization results show that the ZnO nanotubes have a single crystalline wurtzite hexagonal structure pref- erentially oriented in the c-axis. The diameters of ZnO nanotubes are in the range of 90-280 nm and the wall thickness is about 50-100 nm. Room-temperature photoluminescence measurements of the ZnO nanotubes exhibit an intensive ultraviolet peak at 377 nm and a broad peak centered at about 517 nm. The UV emission is caused by the near band edge emission while the green emission may be attributed to both oxygen vacancy and the surface state. Raman and cathodoluminescence spectra are also discussed. Finally, a possible growth mechanism of the ZnO nanotubes is proposed.     

题目：电子泄露有关的氮化镓蓝光发射二极管低温发光效率行为

The typical light emission efficiency behaviors of InGaN/GaN multi-quantum well （MQW） blue light- emitting diodes （LEDs） grown on c-plane sapphire substrates are characterized by pulsed current operation mode in the temperature range 40 to 300 K. At temperatures lower than 80 K, the emission efficiency of the LEDs decreases approximately as an inverse square root relationship with drive current. We use an electron leakage model to explain such efficiency droop behavior; that is, the excess electron leakage into the p-side of the LEDs under high forward bias will significantly reduce the injection possibility of holes into the active layer, which in turn leads to a rapid reduction in the radiative recombination efficiency in the MQWs. Combining the electron leakage model and the quasi-neutrality principle in the p-type region, we can readily derive the inverse square root dependent function between the light emission efficiency and the drive current. It appears that the excess electron leakage into the p-type side of the LEDs is primarily responsible for the low-temperature efficiency droop behavior.     

限制空间法制备大尺寸单层二硫化钨薄膜

采用一种限制空间的化学气相沉积方法,在整个SiO2(300 nm)/Si衬底上制备出了大面积、大尺寸、高质量的单层WS2薄膜,薄膜尺寸随生长时间可控,最大尺寸可达500 μm.利用光镜、原子力显微镜(AFM)、荧光、拉曼以及XPS等手段对所得的单层WS2样品进行了表征.结果表明:限制空间方法可以很好地对两种源粉的比例进行调控,制备的单层WS2薄膜样品以三角形为主导,有着清洁的表面、均匀的荧光和拉曼强度分布,以及较高的单晶质量.限制空间化学气相沉积方法操作简单,可控性与可重复性高,可以为其他过渡金属硫属化合物单层薄膜材料的大面积、大尺寸、高质量生长提供借鉴.     

组份渐变电子阻挡层对InGaN/GaN LED光电特性的影响

利用数值模拟方法,研究组份渐变电子阻挡层(EBL)对InGaN/GaN发光二极管电学和光学特性的影响。结果表明,三角形组份渐变EBL结构能有效减小器件的开启电压,提高光输出功率,改善高注入电流水平下发光效率的下降情况。能带模拟结果进一步表明,三角形组份渐变EBL结构显著提高了导带底的电子势垒,可有效限制电子向P型GaN层的泄露,同时减小了价带顶的空穴势垒,可增强P型GaN层的空穴向有源区的注入效率,改善其在量子阱内的浓度分布。     

利用AFORS-HET对P型HIT太阳电池的模拟优化

运用模拟软件AFORS-HET对TCO/a-Si∶ H(n)/a-Si∶ H(i)/c-Si(p)/Ag结构的异质结(HIT)太阳电池进行仿真,分析其光伏输出特性随发射层掺杂浓度、晶硅衬底掺杂浓度、透明导电氧化物薄膜(TCO)的选择以及TCO功函数的变化规律.结果显示,当发射层掺杂浓度大于1.0×1020 cm-3,晶硅衬底掺杂浓度大于1.2×1016 cm3,以ZnO为TCO层且ZnO的功函数低于4.4 eV时,电池的开路电压、短路电流密度、填充因子及电池转换效率达到最优值,光电转换效率最高达到19.18;.     

基于先进等离子体的低温钝化氮化硅薄膜的研究

本文利用容性放电模式(E-mode)的电感耦合等离子体(ICP)化学气相沉积技术,在低温(100℃)下采用硅烷(SiH4)、氮气(N2)和氢气(H2)作为先驱反应气体制备氢化氮化硅薄膜(SiNx∶H),并通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜的键结构、键密度、氢含量以及化学组成进行表征.采用少子寿命测试仪(Sinton WCT-120)研究薄膜在n型晶硅表面的钝化效果.结果表明,氮硅原子比为0.4的SiN0.4∶H薄膜具有最高的氢含量,高达29;,而且其钝化效果最好.最高少子寿命达到251μs,表面复合速率降低至85 cm/s,Suns-Voc测到的提示开路电压达到652 mV.     

基于熔融玻璃的预沉积法生长毫米级单晶MoS2及WS2-MoS2异质结

MoS₂是一种具有优异光电性能和奇特物理性质的二维材料,在电子器件领域具有巨大的应用潜力.高效可控生长出大尺寸单晶MoS₂是该材料进入产业应用所必须克服的重大难关,而化学气相沉积技术被认为是工业化生产二维材料的最有效手段.本文介绍了一种利用磁控溅射预沉积钼源至熔融玻璃上,通过快速升温的化学气相沉积技术生长出尺寸达1 mm的单晶MoS₂的方法,并通过引入WO₃粉末生长出了二硫化钼与二硫化钨的横向异质结(WS₂-MoS₂).拉曼和荧光光谱仪测试表明所生长的样品具有较好的晶体质量.利用转移电极技术制备出了背栅器件样品并对其进行了电学测试,在室温常压下开关比可达10~5,迁移率可达4.53 cm~2/(V·s).这种低成本高质量的大尺寸材料生长方法为二维材料电子器件的大规模应用找到了出路.     

温和氢气等离子体对薄层二硫化钼的影响研究

薄层二硫化钼(MoS2)作为一种二维过渡金属硫属化合物(TMDC)具有较好的光学和电学特性,在目前的半导体光电功能器件领域中具有良好的应用前景.本文主要采用一种温和等离子体技术并在以氢气作为先驱气体的环境下对薄层二硫化钼进行处理,研究处理前后以及后续退火后薄层二硫化钼的光学与电学特性的变化.研究表明,氢原子在温和等离子体的作用下会渗入薄层MoS2,从而改变原始的晶格结构并影响MoS2的晶格振动,导致荧光淬灭,同时使薄层MoS2趋于本征或者p型.后续退火会引起极少数MoS2分子与氢原子的重新键合,从而改变其带隙.     

温和氧气等离子体对薄层二硒化钼的荧光调控

近年来,二硒化钼(MoSe_2)作为二维过渡金属硫属化合物(TMDs)中的一员,引起学术界和产业界的高度关注和广泛研究.薄层MoSe_2由于其比单层MoSe_2厚度大所以光密度较高,在光电器件领域中具有潜在的应用.采用一种处于电容放电模式(E-mode)的温和氧气电感耦合等离子体对薄层MoSe_2进行处理,实现其荧光增强到15倍.结合拉曼、荧光、原子力显微镜和X射线光电子能谱仪的表征,发现氧等离子中的氧原子通过物理和化学吸附修复了薄层MoSe_2的原始缺陷,从而使其荧光大大增强,同时氧气的化学吸附诱导在MoSe_2层中引入了p型掺杂,由负激子转变为中性激子,此研究为调控薄层MoSe_2的光学特性提供了新途径.