能量转换器件参数对氚和~(147)Pm辐射伏特同位素电池性能影响

采用理论模拟和实验方法,开展单晶硅PN结能量转换器件的结构参数和性能对氚源和147Pm源加载下的同位素电池输出性能影响研究.结果显示:同样的能量转换器件参数(包括表面钝化层厚度、顶层掺杂浓度和厚度、基层掺杂浓度和厚度、器件的漏电流等)对不同加载放射源的辐伏同位素电池输出性能影响相差较大.该结果对选择不同加载源的辐伏同位素电池能量转换器件设计具有较大指导和参考作用.     

~(63)Ni-Si辐射伏特电池镍薄膜源设计与制备

在辐射伏特电池换能器件表面直接制备~(63)Ni辐射源的方法存在加载量少、活性低、PN结性能退化等问题。该文提出一种利用氧化铟锡(ITO)薄膜作为导电层材料实现在透明封装玻璃表面电镀~(63)Ni源的方法。根据辐射源自吸收效应理论模拟计算了~(63)Ni-Si辐射伏特电池辐射源的最佳厚度。采用磁控溅射工艺在400μm玻璃基底上制备了厚度为180nm的ITO导电薄膜,利用电化学工作站,对ITO薄膜表面进行电镀镍,对镀镍之后的薄膜材料微观形貌、薄膜厚度进行表征,并对基于该辐射源制备方法的~(63)Ni-Si辐射伏特型同位素电池电学输出性能进行理论仿真,仿真结果表明:在厚度为2μm、活度为7.25×108Bq、面积为36mm2辐射源的辐照下,辐射伏特电池理论上能够输出85.4nW输出功率。     

Si纳米线的气-液-固生长与结构表征

以Au膜作金属催化剂、SiH4作为源气体,基于气-液-固(VLS)生长机制在n-Si(111)单晶衬底上制备出了Si纳米线.利用扫描电子显微镜对样品进行了结构表征,Si纳米线的直径为20～200 nm、长度为数微米到数十微米,X射线能量损失谱分析表明所制备的Si纳米线中含有少量的Au元素.讨论了生长温度、SiH_4流量、Au膜层厚度和生长时间对Si纳米线的形成与结构的影响.     

MoO_3改善接触的薄层MoS_2 N-型场效应管的电输运性质研究

本文利用三氧化钼(MoO_3)/金(Au)作为二硫化钼(MoS2)场效应晶体管的电极,得到了接触改善的N型二硫化钼场效应晶体管,并对其输运性质进行了变温测量.研究发现,将氧化钼作为在二硫化钼与金属电极之间的过渡层,可以很好地改善二硫化钼场效应器件的肖特基接触:对于2nm厚度的二硫化钼,其室温迁移率可达25cm2V~(–1)s~(–1),与没有三氧化钼接触的器件相比,室温迁移率提高了近16倍;对于8nm厚度的二硫化钼,其低温迁移率最高可达100cm~2V~(–1)s~(–1).优化后的电接触使得我们可以提取出二硫化钼器件本征的低温输运特性,并发现缺陷杂质对载流子的散射是影响器件输运性质的主要原因;其中在少层二硫化钼中,缺陷杂质的散射作用随着载流子浓度的增加、屏蔽能力的增强而减少.这种改善接触的方法同样适用于其他过渡金属硫族化合物.     

纳米Cu/SiO2薄膜制备及其性能

采用热蒸发在载玻片和SiO_2衬底上沉积约5. 12 nm的Cu薄膜,再用退火炉分别进行100、200、300、400和500℃等5个温度退火,得到不同温度下的纳米Cu薄膜.用原子力显微镜和紫外-可见分光光度计研究不同退火温度对纳米Cu薄膜表面形貌、粒子分布和光学性质的影响.实验结果表明:当纳米Cu薄膜在载玻片上生长Cu颗粒阵列时,需要将退火温度控制在200℃左右;若使纳米Cu薄膜在SiO_2薄膜表面也能生长Cu颗粒阵列,退火温度比没有沉积SiO_2薄膜的衬底高100℃,此时纳米Cu颗粒对应方均根粗糙度为7. 20 nm、峰高(Skewness)为1. 75,以及偏态(Kurtosis)为5. 67,仅透射率略低9%.这样的Cu颗粒阵列更利于做超结构薄膜与完美吸收的顶层纳米金属颗粒.当退火温度为500℃时,载玻片上生长Cu薄膜的透射率出现一个相对稳定的波段,该工艺条件制备出来的纳米Cu薄膜,可以用来制作一些微型芯片,而SiO_2薄膜表面生长使纳米Cu薄膜对应方均根粗糙度为6. 25 nm、峰高为0. 57,以及偏态为2. 66.这样的Cu颗粒阵列不仅能够做大频率光电波吸收,还可以用作全固态电池中电解质上层的导电层.