硒化物半导体纳米材料光学吸收谱的温度特征

目的研究半导体纳米薄膜材料的光学吸收谱由于温度效应产生的吸收边变化和能带移动。方法采用共沉淀法制备了硒化物半导体纳米薄膜材料CdSe,并测量材料在室温至低温下的紫外-可见吸收光谱,观察不同温度下谱带吸收边的变化。结果实验发现光学吸收边随温度降低而发生蓝移的情况,将(αhν)2～hν曲线直线部分外推,与横轴的截距即为材料带隙宽度Eg,数据模拟结果显示Eg随温度变化是非线性的,且能带随温度的变化较好地符合Fernandez公式。结论进而分析造成吸收谱温度效应的原因是温度变化对晶格参数及电子-声子相互作用的影响,引起能带边缘的相对移动,导致吸收边能量位置的漂移,并从理论公式上表达了带隙变化随温度的依赖关系。     

Nb掺杂锐钛矿TiO2室温铁磁性的载流子调控

在LaAlO3(100)基片上,利用激光脉冲沉积(PLD)制备了不同Nb掺杂浓度的高质量锐钛矿TiO2(Ti1-xNbxO2)薄膜,考察了不同掺杂浓度(不同载流子浓度)对薄膜磁学性质的影响。结果表明所有掺杂的薄膜都具有室温铁磁性,且在低掺杂区(x<1%),薄膜的磁性随掺杂浓度的增大而增大,当进入高掺杂区(1%相似文献   

MOCVD 生长GaN的表面形貌及缺陷研究

采用自制MOCVD和ThomasSwanMOCVD以Al2O3为衬底对GaN生长进行了研究.利用光学显微镜获得了GaN外延膜表面形貌随Si、Mg掺杂量不同的变化规律以及表面缺陷等信息.研究表明,随掺Si量增大,GaN外延膜的表面变粗糙,结晶品质下降.在电子浓度达2×1019cm-3以上时,GaN外延膜表面出现龟裂.对GaN进行Mg掺杂,外延膜表面出现岛状突起,且随Mg掺杂量增大,岛状突起数目增多.观察到了MOCVD生长的GaN的六角状岛、龟裂、条状缺陷等典型缺陷.     

应用Mg离子注入获得高表面空穴载流子浓度P-型GaN

应用Mg离子注入MOCVD法生长掺杂Mg的GaN中,在经过800℃, 1h的退火后,获得高空穴载流子浓度(8.28×10¹⁷cm^-3)的P-型GaN。首次报道了实验上通过Mg离子注入到Mg生长掺杂的GaN中并获得高的表面空穴载流子浓度。     

不同氟源对FTO薄膜结构和性能的影响

采用喷雾热解法制备了氟掺杂的二氧化锡(fluorine-doped tin oxide,FTO)薄膜,氟源分别为NH_4F、SnF_2、CF_3COOH和HF。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对薄膜微观结构和表面形貌进行了表征;用四探针电阻仪、霍尔效应仪和紫外分光光度计对薄膜的光电性能进行了分析。结果表明,不同氟源制备的FTO薄膜均为沿(200)方向择优生长的四方金红石结构,掺杂后薄膜的表面形貌较未掺杂时变化较大,由多角状和棱柱状颗粒相间分布变为完全由类金字塔状颗粒堆积而成。四种氟源中,以SnF_2为氟源制备的FTO薄膜的光电性能优于其它氟源,薄膜的最佳电阻率达5.06×10~(-4)Ωcm,载流子浓度为4.850×10~(20)cm~(-3),光学带隙为4.03 eV。不同氟源对FTO薄膜可见光区透过率影响不大,薄膜的平均透过率均大于83%。不同氟源FTO薄膜的性能差异主要由氟的掺杂量决定的。     

基于硅纳米孔柱阵列氮化镓纳米结构的光致发光特性

以硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为衬底,采用化学气相沉积技术在不同条件下制备了GaN/Si-NPA,并对其表面形貌和结构进行了表征.结果表明,随着制备温度和氨气流量的升高,GaN/Si-NPA中GaN纳米结构的形貌发生显著变化,特征尺寸逐渐变大.对样品光致发光谱的测试结果表明,不同温度制备的GaN/Si-NPA均具有紫外光、黄光和红光3个发光带,但发光带的强度、峰位和半高宽随制备温度发生变化.对GaN/Si-NPA的光致发光过程与发光机制进行了分析,通过改变制备条件可以对其光致发光特性实现有效调控.     

Na-Mg弱掺杂ZnO薄膜的结构和电学特性

报道了用溶胶凝胶法制备由Na、Mg两种元素共同掺杂的ZnO薄膜,研究了在Na-Mg共同掺杂情况下,ZnO薄膜的表面形貌、微结构和电学性质.通过改变Na、Mg掺杂量与Zn的比值,ZnO薄膜可呈现良好的c-轴取向.同时,经过Hall效应测量发现:ZnO薄膜的电阻率、载流子浓度和迁移率随着Na、Mg的掺杂量而变化,并出现离散性,薄膜电阻率最低可达0.57×105Ω.cm,具有P-型传导性.     

制备条件对镓掺杂氧化锌薄膜的透明导电性影响

用高温固相反应法制备了镓掺杂的氧化锌导电陶瓷,研究了预烧温度、烧结温度和掺杂浓度等工艺条件;用射频磁控溅射方法分别在玻璃和石英基底上沉积了镓掺杂的氧化锌薄膜,研究了该薄膜在不同的基底温度和不同的氧氩比等条件下的光电性质的变化情况以及氮气氛下不同退火温度下的光电性质,结果表明:镓掺杂氧化锌薄膜在450℃的基底温度、2%的掺杂浓度和700℃的退火温度等条件下实现了0.84×10-4Ω.cm的低电阻率和大于90%的可见光透过率,其光学带隙随退火温度的上升也有一定程度的增大.     

硼掺杂对金刚石薄膜载流子浓度的影响

采用固体三氧化二硼,在硅衬底上用HFCVD 法生长金刚石薄膜.对CVD 金刚石薄膜的进行了表面形貌和结构进行了研究,并测试了不同硼掺杂浓度的金刚石膜载流子浓度及其电阻率.结果表明:金刚石膜结构致密,硼掺杂有利于改善膜质量,膜中载流子浓度随着掺杂浓度的提高不断提高.     

(Si, Er)双注入单晶硅近红外光发射

利用金属蒸气真空弧离子源，将硅和铒离子先后注入到单晶硅中，经快速退火制备出（Si,Er）双注入单晶硅发光薄膜，RBS分析表明铒原子分接受10％，即原子浓度约10^21cm^-3，XRD分析发现，随着Er注量增加，退火态样品中ErSi2相增多，显微结构分析表明，注量条件影响辐照损伤程度、物相变化和表面显微形貌，而这些结构变化将直接决定（Si,Er）双注入单晶硅发光薄膜近红外区光致发光。     

柠檬酸为配位剂对Pr3+掺杂CaTiO3薄膜发光性能的影响

主要研究了配位剂柠檬酸对溶胶-凝胶法制备CaTiO3：Pr^3＋薄膜发光性能的影响．以乙酸、乙二醇甲醚为溶剂,合成了加入柠檬酸为配位剂和未加入柠檬酸的Pr^3＋掺杂CaTiO3溶胶,并使用旋涂法在硅基片上制备了不同退火温度下的CaTiO3：Pr3^3＋发光薄膜．用X射线衍射和原子力显微镜分析了薄膜的相组成及表面形貌,并使用荧光光谱仪对薄膜的发光性能进行表征．研究发现硅基上制备CaTiO3：Pr^3＋薄膜在1000℃发光性能最佳,而柠檬酸的加入有效地改变了薄膜的表面形貌,较高的表面粗糙度和较大的颗粒大小使得CaTiO3：Pr^3＋薄膜具有更好的发光性能．     

氧化锌及银掺杂的氧化锌薄膜的紫外发光研究

采用超声喷雾热解工艺,在Si(100)衬底上制备了ZnO薄膜,研究了衬底温度、喷雾速率、银掺杂对ZnO薄膜发光性质的影响.结果表明,选择合适的沉积温度和喷雾速率能制备出具有良好结晶质量、强紫外发射、高紫外/可见发光强度比的ZnO薄膜.未掺杂样品中,在沉积温度为500 ℃、喷雾速率为0 15 mL/min条件制备的ZnO薄膜的近带边紫外发光性能最好,其紫外/可见发光强度比能够达到470.低浓度的银掺杂可以进一步提高ZnO的紫外发光性能,掺杂3%浓度的Ag可以使ZnO的紫外/可见发光强度比达到700.但过高浓度的掺杂反而会降低紫外发光强度.     

纳米Zn1-xCuxO薄膜的结构及光学性质

采用射频磁控溅射制备了不同Cu掺杂浓度的ZnO薄膜．以X射线衍射、扫描电镜等对薄膜的结构和形貌进行了表征,XRD和SEM测试结果显示Cu掺杂量为5．0at．％时,Zno9,Cu0.05O薄膜呈纳米柱状结构．同时也对薄膜的光致发光（PL）进行了研究．结果表明,406nm的发光峰源于带边自由激子电子的复合,440nm的发光峰则和薄膜中的锌间隙Zni缺陷有关．     

GaN LED量子阱光发射模型

在分析GaN LED量子阱结构对载流子限制和俘获的基础上,考虑量子限制Stark效应和Franz-Kddysh效应,提出了一种基于InGaN有源区的载流子复合及光发射模型.模拟结果表明LED的光发射效率和波长依赖于有源区In组分变化引起的势能涨落和阱尺寸,并得到LED发光波长红移的原因为：非故意掺杂引入新的施主能级和受主能级,新能级之间以小于带隙的能量跃迁;Franz-Keldysh效应随阱厚的增加而加强;压电极化和自发极化形成的内电场在空间上将电子和空穴隔开,但电子和空穴波函数的交叠允许它们在较低的能级上辐射复合;以及带边吸收的影响.     

Fe掺杂GaN稀磁半导体材料研究

用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术生长出不同Fe掺杂浓度的GaN薄膜,并对其微观结构、表面形貌以及磁学性能进行了研究。对于低掺杂浓度的Fe掺杂GaN样品,X射线衍射和高分辨透射电镜均没有发现其他相物质存在;对于高浓度掺杂的样品,X射线衍射探测到了Fe单质和Fe3N存在。通过高分辨透射电镜图像,观察到了晶格中的Fe3N纳米团簇,并且发现团簇以Fe3N[0002]晶轴平行于GaN[0002]晶轴的方式存在于GaN晶格之中。同时,随着掺杂浓度的增高,薄膜表面粗糙度增加。磁学测量表明,不同掺杂浓度的样品都显现出明显的室温铁磁性。     

Al掺杂量对N-Al共掺ZnO薄膜光学性能的影响

利用超声喷雾热解方法以不同的Al掺杂量在石英衬底上制备了N-Al共掺ZnO薄膜,并对其光学性能进行了研究.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光度计(UV)和光致发光谱(PL)表征了样品的晶体结构、表面形貌、透过率和光致发光性能.结果表明:所制备薄膜具有较高光学质量,并且Al掺杂量对N-Al共掺ZnO薄膜的光学性能有很大影响,当n(Zn)∶n(N)∶n(Al)=1∶3∶0.12时,UV光谱的吸收边蓝移最多,带隙展宽最大.PL谱测试结果显示此样品近带边紫外发光峰蓝移至384.9nm.     

不同掺杂元素对GaN基材料发光性能影响研究进展

由于GaN材料本身具有的极大优越性,如大禁带宽度、高临界场强、高热导率、高载流子饱和速率、高异质结界面二维电子气浓度等,决定了GaN基材料及其器件在发光半导体材料领域中的重要地位,而高质量GaN的掺杂制备一直是研究者关注的热点.本文根据近几年国内外对掺杂GaN基材料的研究成果,总结概括了IIA族、过渡族以及稀土族元素对GaN的掺杂,分析讨论了不同掺杂元素对GaN基材料发光性能的影响,并以Mg掺杂GaN为例,对比了各种掺杂技术的优缺点.     

氧分压对IWO薄膜表面形貌及光电性能的影响

掺钨氧化铟(In2O3:W,IWO)薄膜是一种新型的透明导电氧化物(TCO)薄膜,其中W与In之间存在着较高的价态差,使得IWO薄膜与其他TCO薄膜相比,在相同的电阻率条件下具有载流子浓度低、迁移率高和近红外区透射率高的特点.利用直流磁控溅射法制备了IWO薄膜,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、霍尔效应及分光光度计表征了薄膜的表面形貌及光电性能.在工作压力1 Pa、氧分压为2.4×10-1Pa的条件下,实验中制备的IWO薄膜最佳电阻率为6.3×10-4Ω.cm,最高载流子迁移率为34 cm2V-1s-1,载流子浓度达到2.9×1020cm-3,可见光平均透射率约为85%,近红外平均透射率大于80%.     

多量子阱结构GaN光致发光谱温度变化特性研究

【目的】研究金属有机物气相外延制备的多量子阱结构GaN材料的变温光致发光谱,探讨多量子阱结构GaN的发光机制。【方法】对样品进行变温光致发光谱测试,从发光强度和发光峰位两个角度研究样品的发光机制。【结果】在10～300K温度范围内光致发光谱共有4个发光峰,温度为10K时观察到的发光峰峰值波长分别位于355,369和532nm,100K时出现峰值波长为361nm的新发光峰。【结论】分析认为位于355,361,369和532nm的多峰发光结构分别与激发光源、激子发光、带边发光、量子阱发光和黄带发光相关。361nm附近带边发光光子能量与温度的变化规律与Vanshni经验公式吻合,369nm附近量子阱发光峰峰位随温度变化呈"S"型。     

碳源浓度对掺硼金刚石/多孔钛复合材料制备的影响

利用热丝化学气相沉积技术,在多孔钛膜上生长重掺硼金刚石薄膜,研究了碳源浓度对复合膜表面形貌及薄膜质量的影响.结果表明钛膜表面沉积的掺硼金刚石薄膜因碳源浓度的不同而不同,掺硼金刚石薄膜的质量随碳源浓度的减小而提高.金刚石/钛复合膜因碳源浓度的不同会产生复杂的变化,在重掺杂高碳源浓度下金刚石生长抑制碳化钛的形成.