等价的非晶硅隙态密度分布

本文证明:在某些条件下,描述非晶硅隙态密度的三种基本分布模型,即均匀分布、指数分布和双曲分布,在计算非晶硅隙态过剩电子密度、解金属/非晶硅势垒区泊松方程和计算势垒区静态电容时是等价的。这就暗示不能从上述分析确定唯一的非晶硅隙态密度分布形式。     

分析非晶硅肖特基势垒剖面的一种新方法

本文提出一个关于非晶硅肖特基势垒(α—Si.S.B.)剖面的新的分析方法。其出发点是分布函数g(E)在整个迁移率隙中的连续性。由此,可导出一个新的物理量,即“隙态有效密度”g(E_i~n);并可证明:对未掺杂非晶(α—Si(u)),g(E_i~n)大约是2～2.5×10~(17)cm~(-3)·ev~(-1)根据隙态有效密度,势垒区泊松方程可以解析求解,其空间解是指数函数。我们计算了势垒区所有基本参数,发现其中有些量(比如势垒宽度)灵敏地依赖于“势垒有效起点”的选取。因此,我们预料势垒剖面参数的理论计算值会有一定程度的分散。     

用空间电荷限制电流方法研究非晶硅中的隙态密度

1 引言非晶硅能带中的隙态密度分布N(E)对材料的光电性能有着重大影响,因而对它的准确无误的测试是相当重要的。目前,人们对非晶硅隙态密度的分布形貌仍存在着不同程度的分歧。我们用空间电荷限制电流方法较系统并且细致地测试了非晶硅的隙态密度分布。除此还     

解M/a-Si势垒区泊松方程

本文证明:(1)对任何形式的、连续的、a-Si隙态密度分布函数,只要我们利用Riemann-Stieltjes积分中值定理,势垒区的泊松方程都可以解析求解.(2)M/a-Si势垒区泊松方程的抛物函数解,是由假定空间电荷区自由载流子耗尽带来的.     

M/a-Si势垒的静态分析

本文证明:对于任意连续的晶硅(α-S1)隙态密度分布g(E),非晶硅肖特基势垒(M/α-Si)的剖面是V(x)=A(x)(V_(bi)-u)exp(-Lx)+uA(x)=(exp(-2L(x_n-x))+1)/(exp(-2Lx_n)+1)这里u=r/L~2, r=en_e/kk_0, L~2=α~2g(Ei)/kk_0,x_n是势垒宽度.n_0是导带过剩电子密度,k和k_0分别是α-Si的介电常数和真空电容率.如果隙态过剩电子密度N_t>>n_e,则有V(x)=V_(bi)·exp(-Lx)这里V_(bi)是M/a-Si的内建势,而N_t=g(Ei)(E_(fn)-E(fi), N_1+n_e=N?这里E(fn)和E(fi)分别是n型α-Si和本征α-Si的费米能级,N?是电离施主浓度,g(E_i)是E=E_i时g(E)的值,并且在本文中称它为"α-Si有效隙态密度”.     

载流子表观扩散长度与偏置光强关系的计算机模拟——a-Si∶H表面光生电压(SPV)实验的若干分析

在均匀连续分布的隙态密度假设下,用指数势垒模型来描述a-Si:H的表面势垒,在此基础上理论计算拟合了实验上观测到的载流子表观扩散长度与偏置光强度的依赖关系,改善了Moore的有关SPV实验的解释。     

自洽法计算非晶硅的带隙态密度

本文叙述了一个场效应电导测量氢化非晶硅(a—Si:H)带隙态密度的数据处理方法。该法放弃了对空间电荷区电荷、电场和电势分布的任何假设,采用电子占据局域态的费米统计分布和占据扩展态的玻耳兹曼分布,应用自洽的原理,能够在较大的能量范围内计算出a-Si:H的带隙态密度分布,运算过程中以电势V为自变量,减少了对电势、电场和电荷密度等量空间分布的计算,简化了分析,提高了精度,减少了运算量。应用该法计算出了a—Si:H样品的带隙态密度在费米能级以上0.1eV到0.45 eV能量范围内的分布,它的最小值在费米能级附近,约为10~(16)cm~(-3)·eV~(-1)。     

射频溅射a—Si:H的光致发光光谱

在非晶硅a-Si∶H 中,由于长程无序性以及悬键、杂质缺陷的存在,使其迁移率隙中存在一定的局域态.这些态对材料的电学和光学性质均有很大的影响.光致发光谱能简易地提供有关局域态密度及其分布的很多有用信息,是研究非晶硅的一种很好的手段.另一方面,衬底温度是制备SP-a-Si∶H 的一个十分重要的工艺参数.本实验目的是研究SP-a-Si∶H 的光致发光特性,着重探讨衬底温度及退火对该特性的影响.     

二维三组元局域共振磁振子晶体带隙结构的优化

采用平面波展开法,数值计算了二维三组元磁振子晶体的带结构、磁化强度场分布以及自旋波的态密度.研究表明,磁振子晶体带隙的产生机制为局域共振机制,而非布拉格散射机制,通过调节单散射体的共振结构,不仅能够使自旋波在低频范围内产生完全带隙,而且可实现自旋波带隙的优化.     

一维函数光子晶体的界面态

利用传输矩阵法,给出一维函数型组合结构光子晶体的匹配矩阵和传输矩阵,在此基础上研究一维函数光子晶体的界面态,并研究折射率端点值、介质厚度和入射角对界面态位置的影响.结果表明：在总阻抗虚部为0的位置出现界面态;对函数介质,当折射率的起始端点值增加时,界面态位置随带隙红移;当折射率的终点值增加时,界面态位置随带隙红移;当介质厚度增大时,界面态位置随带隙红移;当入射角增加时,界面态位置随带隙蓝移.因此函数型光子晶体可调节界面态的位置.     

a-St:H FET特性的研究

本文从理论和实验两方面对a-Si:H FET的特性进行分析研究。给出了一种关于a-Si:H FET新的理论分析方法,假设a-Si:H能隙中深局域态密度和带尾局域态密度均为指数分布,并且考虑到漏源电压对沟道表面势的影响,采用简便的方法和合理的近似推导出了较全面反映a-Si:H FET特性的解析表达式。同时在实验中,研制了用SiO_2或Si_3N_4作为栅绝缘层的a-Si:H FET,测量得到了不同绝缘层和不同沟道长度的各a-Si:H FET的直流特性。当栅压变化20V时,漏源电流可以变化10~4。最后,对理论计算及实验结果进行了分析和比较。     

密度对一维铝/硅橡胶声子晶体低频带隙的调控

选用金属材料铝和非金属材料硅橡胶,设计出一维铝/硅橡胶声子晶体结构.采用固体物理学中的集中质量法,基于MATLAB编程计算该声子晶体的能带结构.通过单一改变结构中材料铝的密度或者单一改变材料硅橡胶的密度,寻找单一材料密度变化对结构第1带隙的影响规律.结果表明：一维铝/硅橡胶声子晶体的第1带隙起始频率较低为30.6994 Hz,第1带隙带宽为45.479 Hz;当增大结构中两种组合材料的密度差值,可调节结构获得相对的低频、宽带带隙.研究结论可应用于低频率振动控制器件的设计.     

a-Si（n）/c-Si（p）异质结电池非晶层的模拟优化

采用afors-het数值模拟软件,针对a-Si（n）/a-Si（i）/c-Si（p）电池结构的非晶层主要参数,模拟研究并讨论了异质结电池的发射层厚度、发射层掺杂浓度、界面态和本征非晶层。提出了如下结论：发射层厚度主要影响短波光子吸收;随着厚度的增加,电池性能均下降;发射层重掺杂是获得好的转化效率的一个条件;界面态较低时对电池性能影响不大,当达到1014cm-2·eV-1时,电池性能很差;高质量的本征非晶层可以有效钝化硅片,降低界面态密度,提高电池性能,但应控制一定厚度内。     

一种新型的a-Si:H静电感应晶体管

我们提出一种新型的表面肖特基栅的a-Si∶H静电感应晶体管.这种管子制备工艺简单,界面特性良好.计算机模拟结果表明,隙态密度和沟道宽度是影响管子性能的主要参量,当隙态密度为10~(16)cm~(-3)ev~(-1)时,电流开关效应达10~8,工作频率为几兆周.     

射频溅射a—Si：F,H中载流子的低温传导

在300－77K温区内对射频溅射制备的a-Si:F,H薄膜样品作了直流电导测量，结果表明，当T＞200K时载流子的传导是以最近邻跳迁传导为主，而在77K＜T＜140K温区变程跳跃传导点了主要地位，费米能级附近的隙态密度约为10^20cm^-3eV^-1。     

基片温度对掺磷a-Si：H薄膜光电性能的影响

采用射频等离子增强化学气相沉积（RF-PECVD）方法制备磷掺杂氢化非晶硅（a-Si：H）薄膜。研究了不同基片温度对薄膜沉积速率、电阻率、折射率以及光学带隙等的影响。结果表明：a-Si：H薄膜的沉降速率随着基片温度的升高而增大;薄膜的电阻率随着基片温度的增加而迅速下降,并在250℃达到最低值;a-Si：H薄膜的折射率随着基片温度的增加而增大,但光学带隙随着基片温度的增加而减小。     

非晶硅/晶体硅(a-Si/c-Si)异质结

通过对非晶硅/晶体硅(a-Si/c-Si)异质结能带不连续、发射结掺杂以及界面态密度进行分析,研究它们对a-Si/c-Si异质结的界面特性,以及a-Si(N+)/c-Si(P)结构电池性能的影响.研究发现,能带不连续以及a-Si发射结高掺杂有利于实现界面复合机制由以悬挂键复合主导的复合机制向由少数载流子复合占主导的SRH(Shockly Read-Hall)复合机制转变,有效降低界面复合速率.AFORS-HET软件模拟显示：在c-Si(P)衬底掺杂浓度为1.6×1016 cm-3时,a-Si(N+)发射结掺杂浓度大于1.5×1020 cm-3是获得高电池效率的必要条件;与短路电流密度相比,开路电压受a-Si/c-Si界面态密度影响更明显.