电子科学与技术专业的光电子材料与器件课程教学方法研究

该文阐述了光电子材料与器件课程在电子科学与技术专业教学中的重要地位，并根据笔者自身的教学经验，讨论了电子科学与技术专业教学中光电子材料与器件课程的理论教学和实验教学的内容、教学形式、课时安排与教材选择等。     

La3+和Ni2+掺杂二氧化钛纳米粉体的制备与光催化性能

采用溶胶 凝胶法分别制备了未掺杂、La³⁺和Ni²⁺单掺与共掺的TiO₂粉末,通过XRD、SEM、UV-visible吸收等对样品的晶型、微观形貌、光吸收和对亚甲基蓝的光降解特征进行了考察。结果表明,La³⁺和Ni²⁺的掺杂抑制了TiO₂的相变和晶粒的增长,纯TiO₂的粒径主要分布为20～30nm,掺杂La³⁺和Ni²⁺后样品的晶粒尺寸在9～20nm之间。掺杂后各样品在紫外和可见光区的吸收能力均有不同程度地增强。与未掺杂TiO₂的吸收带边相比,La³⁺掺杂TiO₂的吸收带边蓝移,Ni²⁺掺杂和共掺TiO₂的吸收带边分别红移了约40和35nm。La³⁺单掺和La³⁺-Ni²⁺共掺促进了光生电子-空穴对的分离,从而提高了光催化降解亚甲基蓝的活性。     

探索生产实习新模式 培养电科专业高素质人才

生产实习是所有工科高校中培养理论联系实践的高素质人才的重要环节,而生产实习的模式将直接影响学生对理论知识的理解及其理论与实际相结合的认识.针对目前本专业在生产实习过程中存在问题的分析和对国内外多所高校实习模式的调研,详细地探讨了与本专业相关的生产实习模式及其改进的方法,除了需要进一步加强校外实习,还提出了校外实习与校内实习相结合、成立专职教师队伍、引入工程类"project"项目等改革方案,根据学生对专业理论知识掌握及自身兴趣的不同,提出了分层次、分类别实习的模式,由此进一步提高学生的工程实践能力,增强其创新意识.     

N-S共掺ZnO的第一性原理研究

通过第一性原理方法计算了未掺杂、N单掺和N-S共掺ZnO的电子结构。对态密度的计算发现，N单掺时会在价带顶费米能级附近形成一个局域性很强的能级，N-S共掺后N的局域性减弱，费米能级更加深入价带导致空穴浓度增加；对有效质量的计算发现，共掺时的有效质量较单掺时减小。计算结果表明，N-S共掺相对于N单掺有利于形成p型ZnO。     

激光法制备高纯纳米SiC粉体及其产率

以硅烷SiH4和乙烯C2H4为反应原料,采用激光诱导化学气相沉积法(LICVD)制备了高纯、低团聚、近球形的理想纳米SiC粉体.用化学分析、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及比表面积(BET)等分析测试手段对粉体进行了表征,结果表明粉体中SiC含量高于98%,平均粒径为20nm,晶体结构为β-SiC,粉体产率大于200g/h,粉体中氧含量低于1%,且主要是表面的吸附氧;从能量和反应气流量两个方面对粉体产率进行了理论分析,在此基础上推导出了粉体产率公式,与实际粉体产率基本一致.     

基于新型滤波准直器的土壤重金属EDXRF检测方法

能量色散X射线荧光光谱仪（EDXRF）的体积小、价格低,但测量土壤重金属含量的准确度和重复性较差。提出一种用于EDXRF的新型滤波准直器,设计了多档位滤光片以及可调啮合准直窗口,并验证了加装新型滤波准直器的EDXRF的测量重复性和准确性。结果表明,自制土壤样品测试中,加装滤波准直器后测得的Cr、Cu、Zn元素含量的标准差比安装前降低了50%以上;国家标准样品测试中,与加装滤波准直器前相比,加装后Cu、Zn、As、Pb、Cr、Hg元素含量的测量标准差分别降低了45.0%、42.8%、35.2%、23.1%、27.5%、91.7%,表明安装滤波准直器可以有效提升仪器测量的重复性;使用加装滤波准直器的EDXRF测定干燥土壤和含水率10%的土壤,发现降低含水率可以有效提升测量重复性。将自行设计的EDXRF与第三方检测机构的测试结果进行比较,发现二者测得的Pb、As、Cr、Zn、Cu元素含量基本一致或相差较小,说明自行设计的EDXRF对大部分元素含量具有较好的测量准确性。     

槽栅结构SiC材料IGBT的仿真及优化分析

运用半导体物理理论和功率器件模拟软件（SILVACO-TCAD）,研究了新型宽禁带材料SiC槽栅结构IGBT功率半导体器件的电学特性,模拟了不同厚度和掺杂浓度漂移层和缓冲层的IGBT器件的阈值电压、开关特性和导通特性曲线,并分析了漂移层和缓冲层厚度及掺杂浓度对电学特性的影响。结果表明,当SiC-IGBT功率器件漂移层和缓冲层厚度分别为65 μm和2.5 μm,掺杂浓度分别为1×10¹⁵和5×10¹⁵cm^-3时,得到击穿电压为3400 V,阈值电压为8 V。     

激光谐振腔光场及远场分布的数值模拟系统

利用数值迭代法和有限元法,对激光圆形镜球面谐振腔的光场分布及远场光束进行数值求解。采用Matlab编写了具备图形化用户界面(GUI)的功能全面的激光谐振腔模拟系统,系统可以选择和设置谐振腔类型及谐振腔参数等。系统运行后给出谐振腔内光场达到稳定状态时的渡越次数、腔镜上光场振幅和相位分布以及远场光强分布的三维图像。对输出镜反射率均匀分布以及输出镜反射率沿径向逐渐降低的激光谐振腔模式及远场光强分布进行模拟并做了对比分析,结果表明,输出镜反射率变化的激光谐振腔模式形成较快,远场光强分布更集中。     

新型4H-SiC肖特基二极管的仿真与分析

设计了斜面结构碳化硅肖特基二极管(4H-SiC SBD)并且在器件中加入场环结构,通过基于半导体物理理论的计算机辅助设计软件(Silvaco-TCAD)分析计算了常规结构和新结构SiC-SBD器件的V-I特性、击穿电压、温度热学分布。对比计算结果,可知新结构SiC-SBD器件击穿电压提高至2300V,导通电阻减小,温度热学分布明显优于常规结构SiC-SBD器件。     

溶胶-凝胶法制备掺铝氧化锌透明导电膜的正交实验研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺铝氧化锌(ZnO：Al,ZAO)透明导电膜。对薄膜用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、四探针仪及紫外 可见分光光度计等分析测试手段进行了表征;通过正交实验探讨了溶胶浓度、铝离子的摩尔掺杂量以及退火温度等因素对其电阻率的影响。结果表明,薄膜电阻率随溶胶浓度、铝离子掺杂量的增加,呈现先减小后增大的趋势,并随退火温度的升高而减小,从而确定了制备ZAO透明导电膜的优化工艺条件为：溶胶浓度0.8mol/L,铝离子的掺杂量1.0%(摩尔分数),退火温度550℃。在优化工艺条件下制得的ZAO透明导电薄膜具有标准的ZnO纤锌矿结构,其电阻率为1.275×10^-3Ω·cm,平均透光率达84%。