AlxZn1-xO合金MSM光电探测器的研究

在Si衬底上磁控溅射制备AlxZn1-xO(AZO)合金薄膜,在其上真空蒸发Ni/Au叉指电极获得金属-半导体-金属(MSM)结构光电探测器.采用UV-Vis-Nir分光光度计测量AZO系列薄膜的光吸收特性,观察到AZO 合金薄膜的光学吸收带边随Al含量增加明显蓝移.测试AZO探测器的电流电压特性、时间特性和响应光谱发...     

Al掺杂浓度对ZnO陶瓷释能电阻材料性能的影响

为了制备ZnO释能电阻并研究Al掺杂浓度对ZnO释能电阻材料的影响,通过改进的制陶工艺制备了不同Al掺杂浓度的ZnO导电陶瓷。实验结果表明,Al掺杂浓度对ZnO释能电阻的导电性、能量密度和线性度均有较大的影响。Al的掺杂能较好地改善ZnO释能电阻的线性度,非线性系数可低至1.02;Al掺杂能很好地控制ZnO的电阻率,使其达到0.54 Ω·cm;Al掺杂还能较好地改善ZnO陶瓷的均匀性和密度,从而提高ZnO释能电阻的能量吸收密度,能量吸收密度高达720 J/cm³,较金属释能材料高出2~3倍。     

电极材料对IGZO薄膜晶体管性能的影响

采用射频磁控溅射方法在n型硅片上制备了底栅顶结构的铟镓锌氧-薄膜晶体管(IGZO-TFT)。分别采用Au、Cu、Al 3种金属材料作为电极,研究不同电极材料对IGZO薄膜晶体管性能的影响。器件的输出特性和转移特性测试结果表明:以Au为电极的IGZO-TFT具有最佳的性能,其饱和输出电流达到17.9μA,开关比达到1.4×106。基于功函数比较分析了3种电极的接触特性,根据TLM(Transmission line model)理论推算得出Au电极具有三者中最小的接触电阻。     

掺Cd对ZnO薄膜光学性能的影响

采用溶胶-凝胶法在石英玻璃上制备了不同掺Cd浓度的ZnO薄膜.X射线衍射(XRD)结果表明,所制备的薄膜具有c抽择优取向,随着Cd掺杂浓度的升高,(002)峰向低角度方向移动.UV透射曲线表明,薄膜具有明显的紫外吸收边,通过改变Cd的掺入浓度,可以使吸收边向长波方向移动并被控制在一定范围内,从而使薄膜的禁带宽度连续可调;薄膜的光致发光(PL)谱显示,ZnO薄膜的PL谱是由紫外激子发光峰和蓝光发光带组成,通过掺入Cd可使紫外带边发射的峰位向低能端方向红移,这与透射谱中吸收带边的红移相吻合,由紫外发光峰得到的光禁带宽度和由透射谱拟合得到的光禁带基本一致.对不同掺杂浓度的薄膜进行了比较,发现Cd掺入量为8;摩尔分数时ZnO薄膜具有最佳的结构性能和发光性能.     

ZnO基紫外光电探测材料研究

ZnO作为II-VI族直接宽禁带半导体材料,在室温下的禁带宽度约为3.37 eV,对应紫外波段的光子能量,且ZnO具有较高的化学和热稳定性,较强的抗辐射损伤能力,来源丰富,电子诱生缺陷较低等特点,适用于制备高性能的紫外探测器。而ZnO在掺杂后形成的合金可调节其禁带宽度,并与ZnO的晶格失配度及热膨胀系数差别较小,可构成量子阱或超晶格结构被广泛地应用于光电器件中,提高光电性能,所以相关的带隙工程的开展有利于推进实用的高性能的ZnO基光电器件的开发。尤其是对于ZnO基紫外探测器件,ZnO基三元合金具有可调控其探测波段到日盲区的特点,在此基础上所实现的紫外探测器在军事和民用领域具有广泛应用。基于此,笔者采用掺杂的方式调制ZnO的禁带宽度,使ZnO基三元合金材料的光学禁带宽度达到4.4 eV以上,获得可用于日盲紫外光波段探测的ZnO基光电探测器;同时,通过控制掺杂技术开发ZnO基异质复合结构,可应用于高性能的紫外光电发射探测器件。主要内容和创新性结果如下:1.采用溶胶–凝胶方法制备了Mg、Cd、Al掺杂的ZnO基三元合金薄膜,并对其微结构和光电性能进行研究,分析其掺杂效率和光学禁带调制效应,获得掺杂对ZnO薄膜禁带宽度调制的规律,并从不同元素掺杂引起Zn3d电子结合能变化的角度探讨了其禁带调制的机理。2.采用射频磁控溅射法制备AlxZn1-xO(AZO)合金薄膜,研究不同掺Al浓度对其微结构和光电性质的影响规律,研究表明:Al粒子数分数增大到20%会导致ZnO纤锌矿结构的消失,表明掺Al的固溶度在20%以内,而当掺Al粒子数分数达到30%则出现新的晶相;且随掺Al粒子数分数增加,薄膜中晶粒细化,电阻率大幅上升;通过改变Al组分可较大地展宽光学带隙,在Al粒子数分数为30%时带隙被展宽至4.43 eV。3.探讨氧气氛对AZO合金薄膜导电性的影响,并通过对其微结构和光电特性的研究发现:溅射过程中通入少量氧气有利于获得结晶质量较好的c轴择优取向薄膜;而纯氩气氛下溅射的薄膜具有很低的电阻率,拉曼测试和SEM分析表明其存在特殊的内建电场和c轴取向平行于膜面的晶粒;溅射过程中氧分压的增加会导致薄膜的绝缘性能增强;其透光谱显示光学吸收边发生明显蓝移。4.研究AZO合金薄膜的光电响应性能,结果表明:掺入Al可抑制ZnO薄膜中氧空位缺陷的形成,Al粒子数分数的增大使得薄膜的绝缘性能增强,有利于实现暗电流低的光电探测器件,提高其光暗电流比,尤其是可以抑制慢速的氧气吸附和解吸附反应,从而提高器件的响应速度。获得的快速响应的AZO探测器在紫外光照下显示出对称的非线性特征,即采用元件替代方法将光敏电阻应用于蔡氏电路时,在变型蔡氏电路中可产生三涡旋光电混沌吸引子。5.研究掺Al对AZO薄膜表面势垒和功函数的影响,通过对不同Al浓度AZO合金薄膜的C-V测试,获得其表面接触势垒高度随Al浓度增加而减小的规律;分别从理论计算和I-V-T测试拟合研究了5%粒子数分数掺Al对ZnO薄膜表面功函数的影响,两种方式获得的表面功函数值分别下降了0.090 eV和0.098 eV。以上研究结果表明掺Al使得AZO薄膜的费米能级上移至导带,从而形成较小的表面势垒,有利于电子从表面逸出。6.研究将AlxZn1-xO薄膜用于实现NEA紫外光电阴极,制作AZO阴极真空光电管,其光暗电流相差两个数量级以上。采用高导电AZO薄膜作为透明导电底电极,在其上诱导生长阳离子空位为主导的AZO纳米晶表面层,由以上掺杂调制技术获得的AZO异质复合结构阴极材料,因为底电极和阴极膜同属AZO材料体系,界面间结合紧密,并能有效实现能带调制,具有良好的紫外光电发射性能。在铯激活条件下的测试结果为:暗电流为0.2 nA,在254 nm波长的紫外光照射下产生220 nA光电发射电流,光暗电流比达到103数量级。     

蓝宝石衬底上水平生长ZnO纳米线及紫外敏感性能研究

在无催化剂条件下,采用化学气相沉积(CVD)方法在蓝宝石(110)衬底上制备了ZnO纳米线.X射线衍射(XRD)图谱上只有ZnO的(100)衍射峰和(110)衍射峰.扫描电子显微镜分析表明,ZnO纳米线在蓝宝石衬底上水平生长.在样品上蒸镀了金叉指电极,以256nm的紫外光作为光源,测试了样品的紫外光敏感性能,研究表明水平生长的ZnO纳米线对紫外光具有较快的响应,在5V偏压下,光电流与暗电流比为30;当波长为354nm时光响应度达到最大值为0.56A/W.     

基于Google Earth无线台站覆盖查询分析系统的设计与实现

以Google Earth为三维数据平台,在Visual Studio 2005开发环境中采用C#语言开发前台主程序,以Access2003为后台数据库,同时基于ICS telecom计算生成的覆盖图及覆盖人口,结合三维地图设计并实现了广西广播电视无线台站覆盖查询分析系统。     

掺AlZnO纳米线阵列的光致发光特性研究

采用化学气相沉积方法，以金做催化剂，在Si (100)衬底上制备了掺AlZnO纳米线阵列.扫描电子显微镜(SEM)表征发现ZnO纳米线的直径在30nm左右.X射线衍射(XRD)图谱上只存在ZnO的(002)衍射峰，说明ZnO纳米线沿c轴择优取向.掺AlZnO纳米线阵列的室温光致发光(PL)谱中出现了3个带边激子发射峰：373nm，375nm，389nm.运用激子理论推算出掺AlZnO纳米线的禁带宽度为3.343eV ，束缚激子结合能为0.156eV；纯ZnO纳米线阵列PL谱中3个带边激子发射 关键词： 光致发光 化学气相沉积(CVD) 激子 ZnO纳米线阵列     

全数字化小尺度封闭空间音质评价研究(二) 客观评价方法

在小尺度封闭空间内,声波低频成分的波长与空间尺寸相当,声音在传播过程中所发生的散射、衍射等波动现象不容忽视。目前以几何声学为理论基础的音质评价方法无法直接用于小尺度封闭空间中,需要发展以波动声学为理论基础的音质评价方法。以室内声场有源Helmholtz方程及其相应边界方程为基础,分别研究基于计算机辅助的全数字化小尺度封闭空间主观音质评价及客观音质评价方法。这一部分着重研究小尺度封闭空间内的客观音质评价。首先,在声有限元模型基础上,给出了声能密度及声能的有限元计算模型。并以此为基础,提出了混响时间、清晰度和明晰度、中心时间等重要音质参数的计算模型。最后,计算了一矩形封闭空间内的声能密度及混响时间,通过与实验结果进行比较,验证了这一方法是有效可行的。     

全数字化小尺度封闭空间音质评价方法研究(一)主观评价方法

在小尺度封闭空间内,声波低频成分的波长与空间尺寸相当,声音在传播过程中所发生的散射、衍射等波动现象不容忽视。目前以几何声学为理论基础的音质评价方法无法直接用于小尺度封闭空间中,需要发展以波动声学为理论基础的音质评价方法。以室内声场有源Helmholtz方程及其相应边界方程为基础,分别研究基于计算机辅助的全数字化小尺度封闭空间主观音质评价及客观音质评价方法。在这一部分,首先推导了求解小尺度封闭空间低频声传递函数的有限元模型;并进一步研究了在小尺度封闭空间内的双耳特性的处理方法;最后给出了小尺度封闭空间可听化的软件实现方法,并在一车体模型内实现了可听化。