不同衬底材料的ZnO/Si异质结Ⅰ-Ⅴ及光电特性

采用脉冲激光沉积(PLD)技术和微电子平面工艺,用不同表面掺杂的Si作为衬底制备了ZnO/Si异质结,并且以p-Si(p-)为衬底制备了ZnO(含Mn 0.2%)/Si异质结、包含SiC缓冲层的ZnO/SiC/Si和ZnO(含Mn 0.2%)/SiC/Si结构,测试了样品的XRD曲线、I-V特性曲线和P-E(光电响应)特性曲线.结果发现ZnO/n-Si结有很低的反向暗电流,SiC缓冲层能提高反向击穿电压,ZnO/p-Si(p+)异质结能有较强的光电响应,ZnO/ n-Si(n-)更适合作为大波段区间的光探测器.还发现波长470,480,490 nm处类似于声子伴线的光谱结构.     

ZnO纳米线阵列/p-Si异质结的合成及其整流特性

利用化学汽相沉积,在没有催化剂的p-Si衬底上一步合成ZnO纳米线阵列,构成ZnO阵列/p-Si异质结.电流-电压性能测试显示该结构具有较好的整流特性,漏电流较小,4V时约为0.05 mA.异质结理想因子偏高,1.86(0.5~2.25 V)和5.92(在2.25~2.7V),主要原因可能ZnO纳米线阵列底与Si之间存在较高的缺陷密度.提供了一种简单的合成ZnO阵列/p-Si异质结方法,不需要在Si衬底上预先合成ZnO缓冲层和催化剂,同时结构具有较好整流性能,对ZnO器件的设计合成及应用有一定的参考价值.     

硅衬底对纳米ZnO/p-Si异质结酒精敏感性能的影响

采用射频磁控溅射的方法在不同电阻率的p型硅衬底上沉积氧化锌薄膜,制备了ZnO/p-Si异质结。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析ZnO薄膜的物相结构和表面形貌。研究室温下不同电阻率的硅衬底对ZnO/p-Si异质结电流-电压特性和酒精敏感特性的影响。结果表明:ZnO薄膜结晶情况良好,具有高度的c轴择优取向,表面颗粒分布均匀;ZnO/p-Si异质结酒精敏感性依赖于p-Si衬底,当p-Si衬底的电阻率为10～20Ω.cm时,其气敏性能最强;该异质结在+4.0 V的偏置电压下,对0.024 g/L酒精气体的灵敏度为39.7%。     

ZnO纳米管阵列/p-Si异质结构的低温控制合成及其光电性能

通过选择性腐蚀ZnO纳米棒,在p型Si衬底上低温合成了ZnO纳米管阵列,构成ZnO纳米管阵列/p-Si异质结构(n-ZnONT/p-Si).ZnO纳米管阵列光致发光谱显示,在378 nm处出现了很强的紫外发射峰,而在500 nm左右有一个较宽的绿色发光峰,表明ZnO纳米管具有较好的结晶性.电流-电压曲线显示,n-ZnONT/p-Si异质结构在光暗两种条件下都表现出了较好的整流特性.在紫外光照射下,反向偏压区电流出现了较大的变化,反映出n-ZnONT/p-Si异质结构有较强的紫外光响应,有望成为潜在的紫外光探测器件.     

Si/SiO2/p-Si结构的电学特性

用射频磁控溅射法在p-Si衬底上制备了Si/SiO2薄膜,利用Au/(Si/SiO2)/p-Si结构的I-V特性曲线对其电学特性进行了分析。结果表明,样品具有很好的整流作用,起整流作用的势垒存在于(Si/SiO2)/p-Si界面附近。     

ZnO欧姆电极制备与n-ZnO/p-Si异质结紫外光电特性

基于ZnO形成的机理,运用半导体能带理论,分析了金属和ZnO的欧姆接触和肖特基接触特性;在p-Si衬底上,采用直流及射频溅射获得掺Al的ZnO薄膜;用电子束蒸发In/Ag、In/Al、Ti/Au,微电子光刻工艺制作范德堡、传输线、梳状电极和n-ZnO/p-Si异质结UV增强光电探测器,并在200～500℃时,在氩气保护下制作合金样品,测量样品的I-V特性、电阻率、载流子浓度、异质PN结的UV光谱响应,以及对XPS结构组分进行分析等.测试结果表明,采用金属功函数低的In、Ti做中间导电层,并在400℃退火合金后,In/Ag、In/Al、Ti/Au与n-ZnO薄膜形成了良好的欧姆接触.     

MoS2/Si异质结的接触和伏安特性的研究（英文）

单层硫化钼(MoS2)因具有直接带隙和特殊的六方晶系层状结构,而呈现优异的光学特性和电学特性。基于p-n结扩散模型推导了MoS2/Si异质结的接触特性和伏安特性,分析了不同施主掺杂浓度(n-MoS2)和受主掺杂浓度(p-Si)对能带结构和输运特性的影响。研究表明:MoS2/Si异质结的内建电势和势垒区宽度由施主、受主掺杂浓度共同决定。随着掺杂浓度的升高,内建电势VD逐渐增大,而势垒区宽度XD呈明显减小的趋势。另外,发现p-Si的受主掺杂浓度决定了MoS2/Si异质结的电流密度和反向饱和电流密度,均随着p-Si的受主掺杂浓度的增大而减小,但与n-MoS2的掺杂浓度关系不大。     

C-Si/GD μC-Si:H异质结的一些性质

在单晶硅衬底上淀积掺硼(或磷)的μC—Si:H 薄膜可制成 C—Si/GDμC—Si:H 异质结。掺杂μC—Si:H 薄膜是由辉光放电制备,它的电导率约 1000S/m 光学带隙是1.6eV,淀积温度是280℃。该结具有好的 I—V 特性曲线,可以用整流扩散理论解释它。反向击穿电压取决于晶态衬底的电阻率。退火实验指出,在650℃以下,该结的 I—V 特性是稳定的。讨论了异质结的有关性质。     

基于扩散模型的ZnO/p-Si异质结伏安特性研究

为了揭示ZnO/p-Si异质结的导电机理,基于p-n结扩散模型和Anderson扩散模型推导了ZnO/p-Si异质结在理想情况下的伏安特性,并分析了掺杂浓度、工作温度以及能带补偿的影响.结果表明:当正向偏压超过势垒高度时,界面两边多数载流子由耗尽变为堆积,形成反向势垒,对异质结的正向电流起阻碍作用;当外加正向电压等于内...     

Si上Ge薄膜特性研究

为了克服Ge雪崩光电二极管(APD)中因Ge的电子与空穴的碰撞离化系数相差不大带来的的较大噪声的缺点,拟研制一种新的器件--Ge/Si的吸收倍增分离雪崩光电二极管(SAM-APD). 先在n-Si衬底上用B+ 注入和分子束外延(MBE)2种方法分别形成p-Si,然后用MBE的方法在其上外延一层Ge膜.利用透射电镜、X光双晶衍射、Hall剥层测量等方法对Ge膜的单晶质量、电特性以及材料的p-n结特性做了分析比较,得到的结论是:Ge膜的单晶质量、电特性都比较好,直接生长的Ge膜的质量要优于经离子注入的Ge膜;但p-n结特性却是经离子注入的要好于直接生长的.     

RF磁控溅射法在Si衬底上生长ZnO薄膜界面的XPS研究

采用RF磁控溅射方法在Si衬底上生长ZnO薄膜. XRD测量结果表明, ZnO薄膜为c轴择优取向生长的. 对ZnO薄膜进行了XPS深度剖析及测试. 测试结果表明, 在未达到界面时ZnO均符合正化学计量比, 是均匀的单相膜, 表明该方法具有较好的成膜特性. 在界面处, Zn的俄歇修正型的化学位移及俄歇峰峰型的变化、 Zn_2p3/2与Zn_LMM峰积分面积比值的变化、 Si_2p峰 的非对称性, 均表明Si与ZnO的界面处有明显的成键作用. 在界面处, n型Si反型为p型.     

a—Si／c—Si异质结太阳能电池制造中的技术分析

应用数值模拟方法计算ｐ（ａ－Ｓｉ：Ｈ）／ｎ（ｃ－Ｓｉ）异质结和ｐ（ａ－Ｓｉ：Ｈ）／ｉ（ａ－Ｓｉ：Ｈ）／ｎ（ｃ－Ｓｉ）结－异质结太阳能电池的电场强度分布，指出异质结电池制造中对ａ－Ｓｉ：Ｈ膜厚的选择，进而对嵌入本征ｉ（ａ－Ｓｉ：Ｈ）层的结－异质结太阳能电池设计进行分析并讨论其稳定性     

体硅阳极和薄膜微晶硅阳极聚合物顶发光白光器件

分别以p型体硅和p型薄膜微晶硅为阳极, 以掺入MEH-PPV的PFO为发光层, 以透明金属Sm/Au为阴极, 制作了顶发光白光器件。器件结构是: 硅阳极/PEDOT:PSS/MEH-PPV:PFO/Cs₂CO₃/Sm/Au。通过调节MEH-PPV在PFO中的质量百分比, 改进了白光器件的发射色度。当MEH-PPV的质量百分比为0.13%时, 发光在白光范围, CIE色坐标为(0.372, 0.391)。研究了器件发光效率对体硅阳极电阻率的影响, 当体硅阳极电阻率为0.079 Ω•cm时, 器件电流效率和功率效率都达到极大, 分别是0.191 cd/A和0.131 lm/W。以金属Ni诱导硅晶化的薄膜微晶硅为阳极, 通过调节Ni层厚度, 优化器件效率。当Ni层厚度为2 nm时, 薄膜硅阳极器件的电流效率和功率效率分别达到最大值: 0.371 cd/A和0.187 lm/W, 相对于最佳电阻率体硅阳极器件分别提高了94%和43%。     

Silicon dots films deposited by spin-coating as a generated carrier addition layer of third generation photovoltaics

In this work, silicon ink composing of silicon powder and zinc oxide solution was formulated and spin-coated on quartz and n/p-Si substrates followed by drying the films under atmosphere at the temperature of 550°C. The results showed that this top-addition layer could be the highly promising layer for photo-generating carriers in third-generation photovoltaics to enhance blue-light absorption. X-ray diffraction and scanning electron microscopy techniques were used to study the presence of silicon and zinc oxide nano-crystallites. The thin films consisting of different energy bandgap of Si nanocrystals(～100 nm) with narrow bandgap and spherical Zn O:Bi nanocrystal(～20 nm) with wider bandgap could be obtained from the evidence of bandgap enlargement. The band gaps of the thin films were tunable by adjusting silicon dots density in Zn O:Bi film. Energy upshift of light absorption edge depended on the silicon dots density was observed in the range 1.6–3.3 eV related band gap enlargement by Tauc plot. Under illumination, a high photocurrent gain of the thin film comprised of low Si dots density coated on a quartz substrate was about 10~3 times higher compared with its dark current. This result is agreeably explained in terms of its lower superficial trap states at the interface between silicon and zinc oxide matrix. The composite layer can be applied to a third-generation solar cell with the efficiency 1.50% higher than that with a typical crystalline-Si solar cell.     

Photore sponse and H2 gas sensing properti es of highly oriented Al and Al/Sb doped ZnO thin films

ZnO:Al and ZnO:Al/Sb thin films have been prepared and investigated.The thin films were deposited on Si substrates by the sol-gel method.The structural,optical and electrical properties of ZnO films have been investigated by spectrophotometry,ellipsometry,X-ray diffraction and current-voltage characterizations.It is found that the films exhibit wurtzite structure with a highly c-axis orientation perpendicular to the surface of the substrate,a high reflectivity in the infrared region and a response to illumination.Furthermore,it has been found that Si/（ZnO:Al/Sb）/Al photodiode is promising in photoconduction device while Si/（ZnO:Al）/Al can be used as gas sensor responding to the low H₂concentrations.     

Investigation of the effects of MoO_3 buffer layer on charge carrier injection and extraction by capacitance–voltage measurement

The effects of MoO3thin buffer layer on charge carrier injection and extraction in inverted configuration ITO/ZnO/MEH-PPV(poly(2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinylene))/MoO3(0,5 nm)/Ag hybrid solar cells are investigated by capacitance–voltage measurement under dark and light illumination conditions.The efficiency of charge carrier injection and extraction is enhanced by inserting 5 nm MoO3thin layer,resulting in better device performances.Charge carrier transport of the whole device is improved and the interface energy barrier is reduced by inserting 5 nm MoO3thin buffer layer.The device fill factor is increased from 54.1%to 57.5%after modifying 5 nm MoO3.Simulations and experimental results consistently show that in the forward voltage under dark,the device with the 5 nm MoO3thin layer modification generates larger value of capacitance than the device without MoO3layer.While under illumination,the device with the 5 nm MoO3layer generates smaller value of capacitance than the device without the 5 nm MoO3layer in the bias region of reverse and before the peak position of maximum capacitance(VCmax).The underlying mechanism of the MoO3anode buffer layer on device current density–voltage characteristics is discussed.     

半导体纳米材料CdSe/ZnS在显示器件中的应用

以半导体纳米材料CdSe/ZnS作为发光层, ZnO作为电子传输层, 用Al和氧化铟锡（ITO）分别作为两极材料, 采用旋涂和真空蒸镀膜技术制备半导体发光二极管, 并对其光学性质进行表征. 结果表明: 该器件发射黄光, 峰位为575 nm, 半峰宽30 nm, 最大发光强度2 000 cd/m²; 在较高的电流密度下, 该器件的电致发光效率无
明显衰减; 当半导体纳米材料CdSe/ZnS及ZnO分别作为发光层和电子传输层时, 可制备具有高电流密度且稳定的发光二极管主体材料.     

金属硅化物—硅功率肖特基二极管

本文用X射线衍射（XRD）方法、俄歇电子能谱（AES）分析和电学测量方法研究了Ti/Si、Ni/Si和Cr/Si三种结构的金属硅化物的形成和特性。用电流－电压法和电容－电压法测量分析了TiSi2/n-Si、Nix/n-Si和CrSi2/N-Si三种肖特基势垒二极管特性，其势垒高度分别为0．61eV、0．66eV0．66eV，理想因子均接近1。用此项技术制作的金属硅化物－n型硅肖特功率二极管有优异的电学性能。