表面复合作用对半导体光电流的影响

表面状态对半导体中的光生载流子的分布状况有很大影响.本文首先求出一个含有P～N结的有限半导体在垂直于结平面的光照下,考虑到表面复合时的光生少数载流子的分布公式,然后给出有表面复合时光生伏特和光电流的解析式,并加以讨论.结果表明,表面复合会使光生伏特和光电流显著降低.在表面复合速度开始增大的阶段,这种降低尤为急剧.表面复合对光电流影响的大小还与样品厚度有关.     

脉冲激光诱导下ZnO纳米线阵列中非平衡载流子的扩散理论

为解决脉冲激光激发均匀半导体材料ZnO纳米线中所产生的非平衡载流子在一维情况下时间、空间的演化理论模型。采用级数展开法,求解非平衡载流子连续性方程,确定载流子随坐标和时间变化的解析解,并结合溶液法制备出的ZnO纳米线阵列,讨论在激发波长360纳米的激光激发下非平衡载流子浓度时空关系。所提出的级数展开求解法与经典的傅里叶方法,以及本征函数法得到的结果是一致的,并可用于确立脉冲激光诱导的非平衡载流子浓度扩散动力学。     

瞬态反射光谱研究半导体表界面载流子动力学的3种常见分析方法

基于飞秒脉冲激光器的时间分辨超快光谱技术已经广泛应用于研究光与物质相互作用、激发态性质、超快动力学等光物理现象,其中瞬态反射光谱是研究固体表界面电荷动力学的有力工具之一.本文总结了瞬态反射光谱分析3类常见的半导体表界面(直接带隙半导体表界面、间接带隙半导体表界面和存在内建电场的半导体表界面)载流子动力学的方法;分析了前两类半导体表界面瞬态反射光谱特征信号归属,讨论了利用特征光谱信号表征扩散、表面复合、界面电荷转移等动力学过程的原理;讨论了高掺杂半导体表界面如果存在内建电场的情况下表面反射光谱特征信号的归属,以及如何利用光诱导瞬态电场对反射光谱调制来追踪界面电荷分离和复合的动力学.     

理论模拟氧化锌纳米棒的表面复合速率

表面复合是严重影响纳米结构半导体发光性质及器件性能的重要因素之一.氧化锌(ZnO)因其具有优异的光电性质和物化稳定性在太阳能电池和发光二极管等光电器件领域展现出巨大的应用前景.本文利用MATLAB程序求解扩散方程,对化学水浴沉积法合成的ZnO纳米棒的表面复合速率进行理论模拟计算.与实验结果相结合,揭示表面复合对ZnO纳米棒发光性质的影响.     

表面PIN二极管的电磁辐射特性分析

以表面PIN二极管(SPIN)为研究对象,根据半导体内非平衡载流子双极性扩散方程,推导了外加电场条件下,稳态时本征区载流子浓度一维连续性方程,数值求解了大电流注入条件下本征区固态等离子体电导率.基于固态等离子体电导率在ADS软件中构建可重构贴片单极天线结构,仿真验证了大电流注入条件下,SPIN具有一定的类金属电磁辐射特性.实验结果表明可以用SPIN替代金属作为基本辐射单元构建可重构天线阵列.     

卟啉及金属卟啉的瞬态表面光伏特性

通过对比研究卟啉单体、 二聚体及金属卟啉单体的瞬 态光电压性质, 发现其光生电子-空穴对完全分离的时间： 单体小于二聚体, 卟啉配体小于金属卟啉. 卟啉配体电荷载流子缓慢衰减, 而金属卟啉在短时间内, 电子在接近半导体表面空间电荷区域里实现了载流子的快速分离. Cu卟啉的光生电荷载流子瞬态光电压信号与卟啉配体有相似之处, 且与其他金属卟啉也有相似之处. 在金属离子Co²⁺,Ni²⁺,Cu²⁺,Zn²⁺的影响下, 电子-空穴对开始分离的时间大约在2×10^-7 s, 负信号是由接近半导体表面空间电荷区域内快速载流子分离所致, 金属卟啉中心离子d电子数不同, 光生电荷载流子快速分离时间也略有不同.     

测量半导体少数载流子寿命的双脉冲方法的改进

本文的目的在于改进测量半导体少数载流子寿命的双脉冲方法,使其能准确地测量少数载流子的体复合寿命。文中分析了双脉冲方法存在的主要问题,指出为了准确地测量少数载流子的体复合寿命,必须消除表面复合效应的影响。我们提出用在样品阻挡层的通向上,附加一弱恒直流电场的方法,来消除在接触区域的表面复合的影响。并对这一方法进行了一定的讨论,得到了消除接触区域表面复合影响的条件。N和P型错样品的实验结果,有力地证实了这一方法的可靠性、有效性、以及方便性。     

巨正则法对硅半导体中载流子数的计算机模拟

将巨正则系综的Fermi-Dirac(F-D)统计法与计算机模拟相结合,从本征半导体硅出发,探讨温度和光照能量对载流子数的影响,试图从理论上定量分析太阳能电池工作状况,对本征硅半导体中载流子数进行计算机模拟,模拟结果与理论规律基本吻合,此方法可为进一步研究掺杂半导体及氧化物半导体空间电荷层载流子数提供参考。     

基于少子寿命测量研究晶硅电子态缺陷

基于瞬态微波光电导少子寿命测试仪和MATLAB编程研究了确定硅片的复合中心浓度和陷阱中心浓度的方法。利用瞬态微波光电导少子寿命测试仪,我们测量了硅片的少子寿命及微波光电导瞬态电压信号随时间的变化特性。根据已知的注入水平和相关复合参数,建立少子寿命与复合中心浓度的关系,我们得到硅片中的复合中心浓度。利用瞬态电压信号的时间变化特性与非平衡载流子浓度的时间衰减特性的关系,我们得到非平衡载流子浓度随时间的衰减曲线。结合非平衡载流子时间衰减特性曲线和陷阱模型表达式,利用MATLAB软件进行数值拟合得到了硅片的陷阱中心浓度。     

n-GaSb/p-GaAs异质结二极管发光特性的数值分析

利用非平衡载流子的连续性方程,结合GaAs/GaSb异质结器件的特点,运用了大注入情况下的边界条件,对载流子的复合过程进行了数值分析,数值结果与所报道的实验结果符合。     

高次模在半导体少数載流子光电导衰退中的作用

观察了样品几何尺寸、表面复合速度及光的贯穿程度,对半导体少数载流子光电导衰退中高次模的影响。在测量时使用贯穿光、大尺寸样品、及使样品表面复合速度较低时,高次模的作用可以减少,因而能准确测得体寿命。     

圆柱腔TE011模端盖哑铃状孔—缝特性及其应用

介绍用微波谐振腔测量片状介质材料的电导率、介电常数和半导体非平衡载流子寿命的方法．对圆柱腔ＴＥ０１１模端盖上的哑铃状孔－缝的特性进行了研究，指出单个哑铃状孔－缝与ＴＥ０１１模耦合很弱，两个对称的哑铃状孔－缝与ＴＥ０１１模具有较强的耦合，后者可用于小损耗片状介质材料介电常数、半导体材料非平衡载流子寿命等参数的测量．因为测量是无接触的，所以无需对样品进行特殊加工．ＴＥ０１１模品质因数Ｑ值高，因而测量具有较高的精度．     

混合掺杂半导体载流子浓度的数值计算

针对混合掺杂情况下的半导体材料,运用费米分布函数对其载流子浓度进行计算,推导出了一般情况下的电中性方程,对所推导出的电中性方程进行计算机数值求解,得到了对应不同材料、不同掺杂浓度、不同温度时的载流子浓度。对于计算中可能出现的溢出问题进行了妥善处理,并采用预划分积分区间的办法,加快了费米积分的计算速度。文中所提出的计算方法对于简并半导体和非简并半导体均适用。     

非极性纳米线压电电子和压电光电子学效应的研究进展

压电极化和半导体特性之间的耦合因具有独特的物理性质而引起了人们的关注，并由此兴起了一些新的研究领域(如压电电子学和压电光电子学).文章回顾了压电效应和压电光电子学效应对金属/半导体(M/S)和p-n结的影响，详细介绍了c轴和a轴压电电子和压电光电子学研究的基本进展和应用探索. c轴纳米结构中的压电效应是界面效应，它利用在纳米结构的局部M/S接触处或同质/异质结处产生的压电极化来控制载流子跨界面传输，并通过光感应载流子进行相应的光电过程.在非极性a轴纳米线中，外部应变感应的压电电荷沿整个极性表面分布，方向垂直于纳米线.压电半导体的电荷载流子传输过程在整个纳米结构体内受到压电效应的调节.     

Cu微网格修饰TiO2薄膜的结构及性能

针对半导体光催化过程中光生载流子的复合问题，采用微球模板技术在TiO2薄膜表面制备了Cu微网格，分析了样品光催化性能随表面Cu负载量的变化。结果表明，与单纯TiO2薄膜相比，复合薄膜的光催化性能随Cu负载量增加有显著提高，是由于Cu微网格对TiO2薄膜表面光生栽流子的分离和传输作用，有效提高了光催化过程中的量子效率。     

开放式微波光电导的测量方法及应用

微波光电导技术可以获得半导体材料载流子复合动力学过程,为半导体材料的合成以及器件制备提供参考.为提高开放式微波光电导系统的测量精度,实验分析了激发光能量、开路与短路条件、样品与短路端距离、激发波长等各参量对测量的影响.结果 表明:当被测样品厚度与其载流子扩散长度相当时,短路条件下测量可以避免光电导信号的波动.优化样品与...     

半导体光放大器对超短光脉冲放大过程中载流子寿命的变化

修正了人们在研究半导体光放大器对光脉冲的放大这一动态过程中把载流子寿命取为常数这一处理方法。通过考虑放大器中载流子的复合机制，提出了一个可研究载流子寿命变化的模型。数值计算的结果表明，在半导体光放大器对超短光脉冲进行放大这一动态吕，载流子寿命变化明显，且与输入脉冲的形状有关。     

新一代钙钛矿太阳能电池的构筑与性能研究进展

综述钙钛矿太阳能电池的组装、结构及相关性能等领域的最新研究进展,总结甲胺铅碘电池的稳定性、材料毒性及制备方法、有关电学性质存在的争议、工作机理及结构优化等方面的问题和困难。指出制备高晶体质量的甲胺铅碘薄膜、深入理解甲胺铅碘基本物理化学性质及电池光生载流子输运机理是该领域的重要科学问题。提出应通过系统优化生长条件,获得高质量的甲胺铅碘薄膜,利用半导体实验方法精确测量钙钛矿材料的不同物理参数,利用能带理论设计和优化电池结构,进而深入探索光生载流子的产生、分离、收集和复合等输运规律。     

TiO2光催化剂在污水处理领域中应用

分析了TiO2光催化技术研究现状,探讨了光催化反应机制,并讨论了影响TiO2光催化反应活性的主要因素：（1）贵金属沉积可以提高催化剂表面光生载流子的分离效率,有利于生成更多的.OH;（2）金属离子掺入TiO2晶格中可能引起晶格位置缺陷或改变结晶度,抑制了电子与空穴的复合,延长载流子的寿命,从而使光催化的性能得以改善;（3）半导体复合可以提高系统的电荷分离效果,扩大对光谱的吸收范围;（4）晶粒尺寸小,光生电子和空穴从TiO2体内扩散到表面的时间短,它们在TiO2体内的复合几率减小,光催化活性高.     

关于爱因斯坦关系在高频条件下的量子校正

证明了在平衡半导体和金属中,单个载流子速度分量的自相关函数具有如下的收敛性: 并籍此导出了爱因斯坦关系的高频校正式: 此处D＇(ω)和μ＇(ω)是复扩散系数D(ω)和复迁移率μ(ω)的实部,p(ω)为热噪声的量子校正因子,n为载流子密度,E_F是费米能级。另外还提出了一种以密度起伏概念为基础的简易推导方法。