硅微带探测器

科研新军人们都知道:硅芯片引发了一场规模浩大的电子-电脑-通信-网络革命。在最近,以硅为底基的生物芯片也越来越深入生物学的领域。然而人们还不大熟悉这样一个事实:硅片已经深入到高能物理的许多前沿,它担当了探测物质最基本结构和宇宙形成的先锋官。     

氮化镓/硅纳米孔柱阵列紫外光电探测性能

紫外光电探测器的研究与开发在工农业生产、环境监测与保护以及国防工业等领域均具有重要的现实意义.本文以硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为衬底,采用化学气相沉积(CVD)法并通过改变GaN沉积时间,制备了3种GaN/Si-NPA纳米异质结构阵列,并对其表面形貌、化学组成和光致发光特性进行了表征.在此基础上,通过上、下电极制作,制备了结构为ITO/GaN/Si-NPA/sc-Si/Ag的光电探测器原型器件,并对其光电探测性能进行了测量.结果表明,在不施加偏压的情况下,采用优化条件制备的ITO/GaN/Si-NPA/sc-Si/Ag器件能够实现对紫外光的有效探测.器件对340nm单色紫外光的响应度达到~0.15mA/W,光响应和恢复时间分别为~0.12和~0.24s.实验结果对研制新型硅基GaN紫外光电探测器具有很好的借鉴意义.     

标准CMOS工艺下单片集成MSM光电探测器的 2 Gb/s光接收机

在标准互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)工艺下设计了1种单片集成金属-半导体-金属(metal-semiconductor-metal, MSM)光电探测器的光接收机. 带有源反馈和负米勒反馈电容的跨阻前置放大器用来提高光接收机的带宽. 由于MSM光电探测器具有较高的响应度, 所以光接收机的灵敏度得到改善. 由于MSM光电探测器的寄生电容较小, 在特许半导体0.35 μm工艺下实现了带宽为1.7 GHz的光接收机. 测试结果表明, 在-15 dBm的光功率和误码率为10^-9的条件下, 光接收机的数据传输速率达到了2 Gb/s. 在3.3 V电压下, 芯片的功耗为94 mW.     

石墨烯透明电极在氮化镓基光电器件中的应用

二维材料石墨烯因其优异的特性或将在下一代纳米电子器件中发挥核心作用.其用作光电器件上的透明电极是目前公认的短期内最有可能实现产品化的领域.本文结合实验室的工作,综述了石墨烯应用作氮化镓(GaN)基光电器件(特别是发光二极管)透明电极的国内外最新研究进展,并对未来发展方向作了展望.     

二维半导体光电探测器:发展、机遇和挑战

二维(2D)材料由于独特的结构和新颖的物理化学性质,近几年受到越来越多的关注.作为2D家族最耀眼的成员,2D半导体有可能实现多功能电子和光电子器件化.本文综述了近几年2D半导体光电探测器的研究进展,讨论和介绍了光电流产生的几种机制以及评价光电探测器性能的重要参数;总结了最近几年发展的各种2D半导体光电探测器,其中包括单一2D半导体和它们的混合维度结构,以及几种改善光电性能的策略.最后,对全文做了简单回顾并展望了该领域的未来发展方向.     

太赫兹频段双层石墨烯纳米带可增强光电导率

石墨烯具有丰富的物理内涵和重要的应用价值,近年来已成为材料科学和凝聚态物理等领域的研究热点之一.澳大利亚Wollongong大学张潮研究组与中国科学院上海     

硅基SiNxOy薄膜的光致发光

为了实现硅基光电子集成,人们正在致力于探求合适的硅基发光材料.由于SiO_2薄膜是硅集成电路中重要的掩蔽膜和介质膜,因此人们正在将它作为一种有前途的发光材料进行研究,并获得了一些有价值的结果众所周知,SiN_xO_y薄膜也是硅集成电路中重要的掩蔽膜和介质膜,由于它比SiO_2薄膜具有更多的优点,并在超大规模集成电路中得到了越来越多的应用,所以研究SiN_xO_y薄膜是否可以成为一种合适的硅基发光材料也就显得十分有意义了.就我们所知,还没有文献报道SiN_xO_y薄膜光致发光(PL)特性的研究.     

金属/PS/n-Si结构光电转换效率的研究

在许多研究工作着重于多孔硅(PS)的发光机制和提高电致发光效率的同时,多孔硅接触结构问题也受到人们的关注,认为多孔硅众多的表面态导致多孔硅接触结构具有较大的内部串联电阻和较大的理想因子.在光电转换方面,金属/孔硅结构也表现出一些特别性质.本文报道采用电镀法制备的M/PS/n-Si结构的光伏效应,以及采用一种特别的设计大大提高M/PS/n-Si复合结构的光电转换效率.1 多孔硅的制备用来制备多孔硅的是单面抛光的(100)方向的n型单晶硅,电阻率约为8Ω·cm.首先在硅片未抛光面制备欧姆接触的铝膜.然后采用阳极氧化方法制备多孔硅 溶液配比为HF:H_2SO_4:酒精=4:2:4,电流密度为5mA/cm~2,阳极化时间为30min在制备过程中采用150w钨灯距硅片20cm处照射.     

氧化钛/氧化石墨烯复合结构及其光催化性能

采用氧化石墨和硫酸钛作为初始反应物, 在低温下(<100℃)制备得到了纳米级的氧化钛-氧化石墨烯插层复合材料, 即TiO₂-Graphene Oxide intercalated composite, 可记为TiO₂- Graphene Oxide. 这种材料是以经碱溶液剥离后单层和多层的氧化石墨混合物(即氧化石墨烯)作为负载, 由Ti(SO₄)₂水解生成的[TiO]²⁺基团通过静电吸引扩散进入到氧化石墨烯层间, 在低温条件下成核生长, 形成了TiO₂-Graphene Oxide插层复合材料. 同时,还研究了这一复合材料的紫外光催化性能, 结果表明, 在采用TiO₂-Graphene Oxide插层复合材料对甲基橙溶液进行紫外光催化降解时, 其降解效率达到η=1.16 mg•min⁻¹•g⁻¹ (此为复合材料15 min内对甲基橙的降解效率), 明显优于同等条件下P25粉的降解率η=0.51 mg•min⁻¹•g⁻¹.还对TiO₂-Graphene Oxide插层复合材料的可重复使用性能和稳定性能进行了研究. 最后, 通过对TiO₂-Graphene Oxide插层复合材料进行XRD, XPS, TGA, ESEM和HRTEM测试, 表征了产物的晶相、界面状况、热性能及其显微结构, 并分析了这一复合结构对改善光催化性能的主要影响因素和作用机理.     

光伏双色GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器

GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器是基于量子阱导带内子能带间或子能带到扩展态间的光电子跃迁对红外辐射的吸收特性而研制成的新型红外探测器.它具有响应速度快(皮秒量级)、量子效率高、波长和带宽可调、热稳定性好、抗辐射能力强等特点,有利于制成大面积焦平面列阵红外探测器.近年来为了充分利用GaAs/AlGaAs量子阱材料的特点和优势,研究和探索新结构新器件的工作一直不断,其中光伏和双色红外探测器具有重要价值.光伏型探测器与信号处理电路易于集成,结构简单,功耗小,工作温度也较高,因而有利于发展焦平面列阵技术;3～5μm和8～12μm两个波段是重要的大气传输窗口,能同时工作在此波段的双色器件在军事、民用上有着特殊应用前景.本文的工作就是试图在理论上提出一种集光伏双色于一体的量子阱红外探测器结构.1 器件设计理论最近,AT＆T Bell实验室Capasso小组证实,在量子阱层中,波函数的局域化也可以发生在大于势垒高度的连续态中.在主量子阱结构两旁的垒区中引入方势阱叠层,这些方势阱称作Bragg反射阱,由于Bragg方势阱宽度接近主量子阱连续态电子de Broglie波长的1/4,故反射相干作用可使主量子阱区的连续激发态密度集中于某些能量处,从而增加基态到这些准束缚态的跃迁振子强度,这对于实现器件光电吸收     

石墨烯柔性超级电容器

石墨烯具有独特的二维纳米结构、高比表面积和优异的电化学性能,而且变形后仍保持器件的原始性能。分析了石墨烯柔性超级电容器的工作原理,研究了以石墨烯为电极材料的柔性超级电容器的变形特性,其变形类型可由小角度弯曲、卷曲和拉伸扩展至任意静态变形,甚至动态变形。最后对石墨烯柔性电容器在便携式电子器件中的应用进行了展望。     

Graphene nanofiltration membranes

<正>With the support by the National Natural Science Foundation of China,the research team directed by Prof.Yuan Quan(袁荃)at Wuhan University and Hunan University and Prof.Duan XiangFeng(段镶锋)at UCLA first constructed large-area ultrathin nanoporous graphene nanofiltration membranes.Related study was published in Science(2019,364:1057—1062).     

石墨烯改性润滑油

研究了石墨烯改性润滑油的减摩抗磨性能。采用薄膜润滑理论分析了石墨烯添加剂的润滑机理。以石墨烯为润滑油添加剂,在油酸等表面活性剂辅助下均匀稳定分散在基础润滑油中,增强了润滑油的高温抗压性能和减摩抗磨性能。研究结果将有助于深入理解石墨烯的摩擦学性能。     

Graphene/Ruaerogels with hierarchical and three-dimensional porosity as a freestanding cathode for rechargeable Li-O_2 batteries

<正>With the support by the National Natural Science Foundation of China and the National Key Basic Research Program of China,the research team led by Prof.He Ping(何平)and Zhou Haoshen(周豪慎)at the College of Engineering and Applied Sciences,Nanjing University,designed ruthenium functionalized graphene aerogels(Ru-GAs)with hierarchical and three-dimensional porosity as a free-standing cathode     

Graphene quantum dots tuningof photoluminescence of MoS_2 monolayers

<正>With the support by the National Natural Science Foundation of China and the Ministry of Science and Technology of China,the laboratory led by Prof.Fang ZheyYu(方哲宇)from the School of Physics,Peking University,revealed novel optical-doping mechanism by fabricating heterostructures of MoS2 monolayers with graphene quantum dots(GQDs),which was published in Advanced Materials(2015,27(35):     

石墨烯在锂离子电池材料中大有可为

锂离子电池是一种典型的可充电电池,在储能技术领域占主导地位,应用极为广泛。近年来,科技发展对锂离子电池提出了更高要求,包括高能量密度、高安全稳定性等,驱动着电池材料与结构不断创新发展。研制石墨烯基复合正极负极材料,是极为活跃的方向。在此,对锂离子电池的结构、面临的突出挑战以及石墨烯基正极和负极材料研究前沿进行了介绍,重点围绕石墨烯增强电极材料电学特性的基本原理和复合材料制备技术作了阐述,也提出了未来发展动向。     

Conductive passivating contacts for crystalline silicon solar cells

正With the support by the National Natural Science Foundation of China and the Outstanding Youth Science Foundation of Hebei province,the research team led by Dr.Chen JianHui(陈剑辉)at Hebei University,reported recently on conductive hole-selective passivating contacts for crystalline silicon solar cells,which was published in Advanced Energy Materials (2020,1903851).     

含硅聚氨酯胶粘剂国内外研究现状

文章结合国内外相关文献,对含硅聚氨酯胶粘剂的国内外研究现状进行了简要介绍,明确了国内外的不同研究方向与改性方式.     

含硅聚氨酯胶粘剂国内外研究现状

文章结合国内外相关文献,对含硅聚氨酯胶粘剂的国内外研究现状进行了简要介绍,明确了国内外的不同研究方向与改性方式。     

硅球密度绝对测量

单晶硅球密度的绝对测量是阿伏加德罗常数测量的关键技术,是目前国际热点研究领域.本文综述了包括我国在内的国际单晶硅球密度测量的最新进展,涉及硅球密度测量的技术原理、测量领域、影响因素、测量装置及最佳测量能力等,分析了硅球密度测量的主要难点和关键技术,预测了相关研究的技术前景及发展趋势.