Au/n-ZnO/p-SiC紫外探测器的研制和特性分析

采用宽禁带半导体n-ZnO和金属Au作肖特基接触,n-ZnO和同为宽禁带半导体p-SiC形成异质结,Ti,Ni,Ag合金作背底形成欧姆接触,研制出Au/n-ZnO/p-SiC结构的紫外探测器.测试分析了该器件的光谱响应特性,响应范围为200～400nm,在室温和一定反偏压下,响应峰值为313nm,半宽为65nm.同时测试分析了该器件的I-V特性,室温下,反向工作电压大于5V,反向击穿电压为70V.实验表明,此结构紫外探测器具有良好的紫外响应特性以及较低的反向漏电流和结电容.     

高灵敏度宽禁带半导体紫外探测器

以碳化硅(SiC)和Ⅲ族氮化物为代表的宽禁带半导体是近年来国内外重点研究和发展的新型第三代半导体材料,具有禁带宽度大、导热性能好、电子饱和漂移速度高以及化学稳定性优等特点,用于工作于紫外波段的光探测器件具有显著的材料性能优势.宽禁带半导体紫外探测器的主要应用包括:国防预警、环境监测、化工和生化反应的光谱分析和过程检测、以及天文研究等.本文主要回顾近年来南京大学在此方面开展的一些代表工作,所涉及到的典型器件有:具有极低暗电流的AlGaN基日盲MSM紫外探测器、高量子效率AlGaN基日盲雪崩光电探测器、以及SiC基可见光盲紫外单光子探测器.     

宽禁带SiC肖特基势垒二极管的研制

采用微电子平面工艺 ,高真空电子束蒸发金属Ni作肖特基接触 ,多层金属Ni、Ti、Ag合金作欧姆接触 ,SiO2 绝缘环隔离减小高压电场集边效应等技术 ,制作出Ni/4H SiC肖特基势垒二极管 (SBD) .该器件在室温下反向击穿电压大于 450V ,对应漏电流为 6× 1 0 -6 A .并对实验结果进行分析模拟 ,理想因子为 1 .73 ,肖特基势垒高度为 1 .2 5V ,实验表明 ,该器件具有较好的正向整流特性和较小的反向漏电流 .     

p型Al/6H-SiC肖特基二极管特性的研究

作者研究了p型Al/6H -SiC肖特基二极管的基本制作工艺及其电学参数 .采用电流 -电压法 (I～V) ,测试了肖特基二极管的理想因子n和肖特基势垒高度b.对其基本电学参数n和b 的温度特性进行了研究 .分析了串联电阻对I～V特性的影响 .     

GaN肖特基紫外探测器的电流输运研究

为了探明GaN肖特基紫外探测器漏电流问题,提高探测器的性能,在已有的各种电流输运模型的基础上,把宽禁带的GaN基半导体材料（Eg〉3.4eV）看作绝缘体,用空间电荷限制电流理论（SCLC）分析由金属有机物化学气相沉积法（MOCVD）生长的金属-GaN肖特基紫外探测器样品的I-V和I-V-T曲线。结果表明,SCLC机制控制的电流成分占主导地位,对于两个转换电压V1、V2,在V〈V1的区域电流电压遵循欧姆定律,在V1〈V〈V2的区域遵循幂指数规律I∝Vm,在V〉V2的区域电流电压遵循SCLC平方率。     

SiC及其离子束技术在SiC研究中的应用

本文阐述了宽禁带半导体材料SiC的晶体结构，材料特性及制备方法。同时综述了离子束技术在SiC研究中的应用。其中包括SiC的离子束合成，掺杂，器件隔离与钝化。     

紫外激光器的发展及应用

本文收集记录了随着光电子技术的发展中紫外激光器的革命过程以及最新激光仪器,不同的激光仪器各有千秋,避免了上代仪器的缺点,以高重复率激光器和高功率激光器为例,分别代表了两种不同的脉冲激光器产品。多年来紫外激光由气体激光器到固体激光器产生了一大飞跃,目前人们广泛使用的对宽禁带半导体进行打标的高重复率紫外激光器对半导体工业市场产生了巨大的影响。未来科学家将努力把纳米技术运用到微型光电器件的组成中。     

碳化硅电力电子器件及其在电力电子变压器中的应用

随着“坚强智能电网”建设的不断深化以及“泛在电力物联网”概念的提出,硅基电力电子器件以及电力电子化装置正面临着新的挑战。以碳化硅基为代表的宽禁带功率半导体器件,因其高耐压、高耐温、高频开关等优良特性,在中高压领域前景广阔。其典型应用之一即因硅基器件耐压水平有限而难有突破的电力电子变压器。电力电子变压器除了能实现传统工频交流变压器的电压变换和电气隔离功能之外,还在故障切除、功率调控、分布式可再生能源接入等方面有独特优势。本文首先对碳化硅电力电子器件的研究与发展作简要概述,而后对电力电子变压器的发展进行了简单梳理。最后,重点介绍了几种典型的应用碳化硅器件的电力电子变压器,以便相关研究的进一步开展。     

一种ZnO单晶肖特基结X射线探测器及其特性研究

针对传统的硅基辐射探测器在极端环境应用中表现出抗辐照和耐高温能力差的问题,提出并实现了一种采用ZnO单晶制备的肖特基结X射线探测器,并对其各项电学特性进行了测试分析。利用磁控溅射法在ZnO单晶的两面分别制备了Au电极和Al电极;在400℃下退火使得Au-ZnO形成肖特基接触,Al-ZnO形成欧姆接触。常温暗场条件下电流特性测试结果表明：器件的反向电流与温度的倒数成指数关系;在-10 V反向偏置电压下的器件电流为15μA,10 V正向偏置电压下的电流为100μA;在偏置电压为-10 V时测量器件对X射线的响应,发现响应电流随射线电子束流的增加而增加;当加速电压为30 keV、入射X射线电子束流在1～10μA范围内时器件有较高的能量分辨率;在偏置电压为-10 V条件下对器件施加以周期性光照时,器件上升时间和下降时间分别为0.04 s和3.59 s,响应速度快且重复性好。该研究结果表明,基于ZnO单晶的Au/ZnO/Al结构的肖特基结探测器件在X射线探测领域具有较好的应用前景。     

硅紫外光伏探测器件响应度的研究

分析了硅紫外光伏探测器件的响应度与器件使用模式之间的关系。研究了包括网格结构在内的３种版图设计及所对应的响应度。结果表明，网格结构对改善紫外响应度的实际作用只是减小了串联电阻。细致讨论了光伏器件串联电阻的主要来源，给出了串联电阻对紫外响应度发生显影响时所对应的估算数值。     

碳化硅薄膜的光学特性研究

采用螺旋波等离子体增强化学气相沉积(HW-PECVD)技术制备了纳米晶碳化硅(nc-SiC)薄膜,利用傅立叶红外吸收谱(FTIR)、X射线衍射谱(XRD)、紫外-可见透射光谱(UV-Vis)和光致发光谱(PL)对薄膜的结构、光学带隙、发光特性等进行了测量和分析.结果表明,所沉积薄膜主要以Si-C键合结构存在,薄膜中包含有立方结构的3C-SiC晶粒,光学带隙2.59 eV,室温下薄膜表现出强的可见蓝色光致发光,发光峰位随氙灯激发波长的增加呈现红移现象,并将此发光归因于量子限制效应作用的结果.     

SiC结构的多型性

本文介绍了ＳｉＣ结构的多型性及其表示方法，总结了迄今为止已发现的１６０余种多型体，并介绍了本文作者的一个新的多型体１１４Ｒ－ＳｉＣ，ＨＪ１。     

溶胶-凝胶工艺对SiC粉体形貌的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)和活性炭为原料,采用溶胶-凝胶法制备SiC前驱体,经1 400~1 600℃高温碳热还原反应合成了纯度较高的-βSiC粉体,这种粉体是由颗粒和晶须组成的混合物.通过前驱体的热重(TG)-差热(DSC)曲线分析了前驱体的热分解过程,通过X射线衍射(XRD)曲线分析了不同合成温度下的产物组织结构,并研究了无水乙醇(EtOH)与正硅酸乙酯的体积比和氨水浓度对产物形貌的影响,初步探讨了SiC颗粒和晶须的形成机理.     

添加剂对稻壳合成SiC的影响

以稻壳作为硅源和碳源,不同掺量的Al2O3、Nd2O3、CeO2等作为添加剂,用碳热还原法在1 500℃条件下成功合成了SiC。利用XRD分析了试样在烧成过程中的物相变化,用SEM观察了试样的显微结构。结果表明,当无添加剂时,稻壳在1 550℃下仅能形成少量SiC,掺入Al2O3、Nd2O3、CeO2,均能促进SiC的形成。其中,掺3.5%Al2O3于1 500℃下烧成试样的SiC合成率最高,达到89.12%。     

水玻璃相中制备纳米CdS及结构表征

室温下将Cd(NO3)2溶液滴加至水玻璃与Na2S混合溶液中，搅拌6h后经处理得CdS细粉。XRD检测表明它们的主要晶型趋于立方ZnS型，平均粒径为1.4-3.7nm，其颗粒尺寸受水玻璃浓度的控制；TEM检测显示CdS结晶颗粒包裹有非晶态CdS，其CdS粉体呈较好的分散性；光谱分析结果表明所制备纳米CdS的能隙约为3.1eV ,吸收光谱所产生的红移荧光现象可能与晶体CdS包裹有非晶CdS有关。     

黑硅材料表面反射率计算

黑硅材料因具有宽光谱吸收特性,被认为在遥感、光通信、微电子及太阳电池领域有重要的潜在应用价值。为了解该特性的形成机理,首先建立了黑硅材料微结构的几何模型,然后结合辐射传热理论计算了该材料表面的反射率。结果表明：黑硅材料的吸收率与几何模型的纵横比呈正相关性。     

连续碳纤维增强碳化硅复合材料的制备与性能研究

利用自加热化学气相渗积法制备了连续碳纤维增强的碳化硅陶瓷基复合材料,分析研究了复合材料致密度和涂层厚度对复合材料力学性能的影响,同时运用SEM对复合材料的微观结构进行了表征.研究结果表明:随着致密度的提高,复合材料的力学性能有了明显改善,密度为1.93 g/cm3时,弯曲强度达到382.2 MPa,断裂韧性达到9.2 MPa*m1/2;碳涂层的厚度对复合材料的力学性能有较大影响,涂层厚度在0.35 μm时,弯曲强度达到231.9 MPa,在0.55 μm时,断裂韧性达到10.4 MPa*m1/2.     

空间用高效率硅太阳电池

本文阐述空间用高效率PESC硅太阳电池的理论设计和工艺实验研究.将电池设计为浅结密栅,在前表面热生长一超薄SiO_2钝化层,并制作了双层减反射膜,使电池的开路电压、短路电流和填充因子都得到较大改进.在AM1.5光照条件下,短路电流密度高达37.4 mA/cm~2,光电转换效率达到18.03%.     

Research on the Silicon Carbide Layer of Coated Fuel Particles

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＳｉｌｉｃｏｎＣａｒｂｉｄｅＬａｙｅｒｏｆＣｏａｔｅｄＦｕｅｌＰａｒｔｉｃｌｅｓＸｕＳｈｉｊｉａｎｇ（徐世江），ＹａｎｇＢｉｎｇ（杨冰），ＺｈｕＪｕｎｇｕｏ（朱钧国），ＺｈａｎｇＢｉｎｇｚｈｏｎｇ（张秉忠）；ＺｈａｏＺｈｉｃ...