摘要： 采用第一性原理與蒙特卡羅方法研究TiCl_(4)氣體分子填充扶手椅型碳納米管的吸附性能與光電性質(zhì),結(jié)果表明:扶手椅型碳納米管對(duì)TiCl_(4)氣體分子具有較強(qiáng)的物理吸附作用,研究構(gòu)型的吸附能絕對(duì)值均超過(guò)0.9 eV,是TiCl_(4)氣體分子理想的填充載體,隨碳納米管管徑的增大,吸附能先增大后減小;溫度升高不利于TiCl_(4)氣體分子吸附,氣體逸度增加有利于吸附,TiCl_(4)氣體分子填充扶手椅型碳納米管宜將溫度維持在TiCl_(4)沸點(diǎn)附近,并增加氣體的壓力;TiCl_(4)的吸附對(duì)碳納米管的電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)控,使費(fèi)米能級(jí)附近的態(tài)密度顯著提高,使復(fù)合物的導(dǎo)電性增強(qiáng),對(duì)贗能隙的大小沒(méi)有明顯影響,峰位仍由碳納米管自身決定;TiCl_(4)的吸附對(duì)體系的光學(xué)參數(shù)影響有限,在增強(qiáng)復(fù)合物導(dǎo)電性的同時(shí)未使可見光區(qū)域吸收率、反射率、損失函數(shù)數(shù)值增大,可有效提升透明導(dǎo)電薄膜的性能。

摘要： 近年來(lái),基于層狀材料的光電探測(cè)器由于其獨(dú)特的光電性能和巨大的應(yīng)用潛力而備受關(guān)注。本文通過(guò)機(jī)械剝離單晶的方法獲得了ZrSe;納米帶,并對(duì)其光電性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),ZrSe;納米帶在405 nm和980 nm波長(zhǎng)下具有良好的光電響應(yīng)。在偏置電壓為5 V時(shí),405 nm激光照射下的響應(yīng)時(shí)間低于0.03 s,而980 nm激光照射下的響應(yīng)時(shí)間也可以達(dá)到0.45s。結(jié)果表明,基于ZrSe;納米帶的光電探測(cè)器在可見光到近紅外光范圍內(nèi)具有一定的應(yīng)用潛力。

摘要： 根據(jù)實(shí)驗(yàn)上合成LiNbO_(3)(LN)構(gòu)型的ZnTiO_(3)鐵電化合物,基于第一性原理的方法設(shè)計(jì)研究了化合物L(fēng)N-ZnTiS_(3)(LN構(gòu)型)的特性。計(jì)算結(jié)果表明LN-ZnTiS_(3)化合物滿足力學(xué)穩(wěn)定條件。根據(jù)化學(xué)勢(shì)平衡相圖分析,LN-ZnTiS_(3)在常壓下不會(huì)形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),但施加外部壓力可以形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。電子態(tài)密度和帶隙的計(jì)算結(jié)果表明,LN-ZnTiS_(3)的價(jià)帶頂(VBM)主要由S-p軌道組成,導(dǎo)帶底(CBM)則由Ti-d軌道組成,硫原子的替代可以促進(jìn)體系費(fèi)米能級(jí)以上的電子狀態(tài)大幅度下降到較低的能級(jí),從而減小LN-ZnTiS_(3)的帶隙。LN-ZnTiS_(3)的帶隙計(jì)算值為1.04 eV,可以促進(jìn)可見光的吸收,可以看出LN-ZnTiS_(3)是一種潛在的高效率光伏材料。

摘要： 本文采用高純度In_(2)Ga_(2)ZnO_(7)陶瓷靶材通過(guò)射頻磁控濺射技術(shù)沉積銦鎵鋅氧化物(IGZO)薄膜。研究了IGZO薄膜的微觀結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)狀態(tài)、光學(xué)和電學(xué)性能。結(jié)果表明,在室溫下制備的IGZO薄膜表面均勻且光滑。隨著襯底溫度的升高,薄膜的表面粗糙度逐漸增大。從室溫升至300°C,所有制備的IGZO薄膜均是非晶態(tài)的,并具有良好的熱穩(wěn)定性。此外,可見光區(qū)域的透過(guò)率從91.93%下降到91.08%,光學(xué)帶隙略有下降(3.79~3.76 eV)。通過(guò)原子力顯微鏡(AFM)和X射線光電子能譜(XPS)對(duì)不同溫度下制備的IGZO薄膜的表征,可知在室溫下制備的薄膜的表面粗糙度最小,并且氧空位含量最高。隨著溫度的升高,不均勻的顆粒分布,表面粗糙度的增加,以及氧空位的減少導(dǎo)致了α-IGZO薄膜的性能降低。綜合分析可知,在室溫下沉積的IGZO薄膜可以獲得最佳的光學(xué)和電學(xué)性能,同時(shí)也預(yù)示了其在柔性襯底上的應(yīng)用潛力。

摘要： 通過(guò)溶膠凝膠法研究不同預(yù)熱溫度(140°C、170°C、200°C、230°C)對(duì)Sb_(2)(S,Se)_(3)薄膜性能及其太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)化效率的影響,利用XRD、Raman、SEM、UV、光電化學(xué)測(cè)試對(duì)Sb_(2)(S,Se)_(3)薄膜結(jié)構(gòu)與光電性能進(jìn)行表征,并對(duì)制備的薄膜器件進(jìn)行I-V特性曲線表征。由XRD衍射和Raman散射測(cè)試表明,硒化后的樣品均摻入了Se原子。預(yù)熱溫度為200°C時(shí),Sb_(2)(S,Se)_(3)的(120)、(130)、(230)衍射峰相對(duì)強(qiáng)度最大,表明晶體結(jié)晶質(zhì)量提升的同時(shí),具有一定取向。SEM表征發(fā)現(xiàn),Sb_(2)(S,Se)_(3)薄膜的形貌以及薄膜表面平整度與前驅(qū)體的預(yù)熱溫度密切相關(guān);合適的襯底預(yù)熱溫度(200°C)可以快速將有機(jī)溶劑分解揮發(fā),使Sb_(2)S3前驅(qū)體薄膜迅速沉積在襯底表面。200°C時(shí)Sb_(2)(S,Se)_(3)薄膜光電性能最好,暗電流相對(duì)最平穩(wěn),此時(shí)帶隙值為1.37 eV,制備出的太陽(yáng)電池效率為0.386%。

摘要： 采用SiLENSe(Simulator of light emitters based on nitride semiconductors)軟件仿真研究了Al_(x)In_(y)Ga_(1-x-y)N電子阻擋層(EBL)Al組分漸變方式對(duì)GaN基激光二極管(LD)光電性能的影響,實(shí)現(xiàn)了提高輸出功率和電光轉(zhuǎn)換效率的目的。文中提出的四種Al組分漸變方式分別是傳統(tǒng)均勻組分、右階梯漸變組分(0~0.07~0.16)、三角形漸變組分(0~0.16~0)、左階梯漸變組分(0.16~0.07~0)。結(jié)果表明,與傳統(tǒng)均勻組分EBL結(jié)構(gòu)相比,Al組分階梯漸變Al_(x)In_(y)Ga_(1-x-y)N EBL LD導(dǎo)帶底的電子勢(shì)壘顯著提高,價(jià)帶頂?shù)目昭▌?shì)壘降低。這主要是由于該結(jié)構(gòu)能有效抑制電子泄漏和提高空穴注入效率,從而提高有源區(qū)載流子濃度,進(jìn)而提高有源區(qū)輻射復(fù)合效率。當(dāng)注入電流為0.48 A時(shí),采用Al組分階梯漸變Al_(x)In_(y)Ga_(1-x-y)N EBL結(jié)構(gòu)能將器件開啟電壓從5.1 V降至4.9 V,光學(xué)損耗從3.4 cm^(-1)降至3.29 cm^(-1),從而使光輸出功率從335 mW提高至352 mW,電光轉(zhuǎn)換效率從12.5%提高至13.4%。此外,討論了Al組分階梯漸變EBL結(jié)構(gòu)對(duì)GaN基藍(lán)光LD光電性能的影響機(jī)制。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將為外延生長(zhǎng)高功率GaN基LD提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論支撐。

摘要： 先進(jìn)光電材料的開發(fā)對(duì)于電子元件與材料相關(guān)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)具有重要意義。通過(guò)磁控濺射法合成了由Mg-Al-Ga∶ZnO層和金屬Cu層組成的“三明治”式復(fù)合結(jié)構(gòu)的薄膜材料。對(duì)合成的光電材料進(jìn)行了系統(tǒng)表征,結(jié)果表明該薄膜材料具有晶粒分布均勻、表面結(jié)構(gòu)平整致密等特點(diǎn)。同時(shí)研究了金屬Cu層厚度對(duì)復(fù)合薄膜性能的影響,并對(duì)其光學(xué)透過(guò)率以及電學(xué)性能進(jìn)行了討論。結(jié)果表明Cu層臨界厚度約為11 nm,其對(duì)應(yīng)的電阻率和在可見光范圍內(nèi)的平均透過(guò)率分別可以達(dá)到1.4×10^(-4)Ω·cm和86%。說(shuō)明Mg-Al-Ga∶ZnO層復(fù)合材料具有較好的光電性能,該材料的制備對(duì)于新型先進(jìn)光電材料的設(shè)計(jì)與優(yōu)化具有一定的借鑒意義。

摘要： 采用溶劑熱法制備多級(jí)結(jié)構(gòu)鈦酸鉍(Bi_(4)Ti_(3)O_(12))納米材料,該材料由納米片堆疊成層狀,再自組裝成5μm微米球狀結(jié)構(gòu)。表征該Bi_(4)Ti_(3)O_(12)納米結(jié)構(gòu)的光電性能,并與納米片空心球結(jié)構(gòu)Bi_(4)Ti_(3)O_(12)的光電性能進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,該多級(jí)結(jié)構(gòu)Bi_(4)Ti_(3)O_(12)的光電性能較納米片空心球結(jié)構(gòu)Bi_(4)Ti_(3)O_(12)提高了10倍。紫外-可見光吸收譜表明多級(jí)結(jié)構(gòu)Bi_(4)Ti_(3)O_(12)的禁帶寬度小于納米片空心球結(jié)構(gòu)Bi_(4)Ti_(3)O_(12)。多級(jí)結(jié)構(gòu)Bi_(4)Ti_(3)O_(12)材料中納米片暴露的晶面是影響材料光電性能的重要因素。

摘要： 采用簡(jiǎn)單的溶膠-凝膠法制備出高質(zhì)量的(Ag,Cu)_(2)ZnSn(S,Se)_(4)(ACZTSSe)薄膜.利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外-可見分光光度計(jì)(UV-Vis)等研究了ACZTSSe薄膜的物理化學(xué)性質(zhì).實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在Cu_(2)ZnSn(S,Se)_(4)(CZTSSe)吸收層中摻雜Ag后薄膜可以獲得較高的遷移率和光電轉(zhuǎn)換效率(PCE).與CZTSSe太陽(yáng)能電池相比,觀察到8%-(Ag,Cu)_(2)ZnSn(S,Se)_(4)(8%-ACZTSSe)太陽(yáng)能電池的開路電壓(V_(oc))增加了100 mV,PCE也從2.31%增加到4.33%.因此,在CZTSSe層摻雜Ag不僅是一種可以獲得具有較高的V_(oc)和PCE的CZTSSe基太陽(yáng)能電池的方法,還是一種可以促進(jìn)晶粒的生長(zhǎng)、提高薄膜質(zhì)量的途徑.

摘要： 本實(shí)驗(yàn)分別采用射頻磁控濺射法和電子束蒸發(fā)法在普通玻璃襯底上制備ZnO薄膜樣品,并對(duì)樣品的外觀形貌、微觀形貌及結(jié)構(gòu)、光電性能進(jìn)行測(cè)試和表征。測(cè)試結(jié)果表明,磁控濺射制備的薄膜呈透明狀,薄膜平整致密,晶粒比較大,缺陷濃度比較少,薄膜中晶粒沿ZnO(002)晶面擇優(yōu)取向生長(zhǎng),薄膜可見光區(qū)透過(guò)率達(dá)88.74%,但薄膜導(dǎo)電性能比較弱,且薄膜生長(zhǎng)速率也比較小。而電子束蒸發(fā)制備的ZnO薄膜呈棕黃色,薄膜晶粒比較小,缺陷濃度比較大,薄膜中晶粒沿ZnO(102)晶面擇優(yōu)取向生長(zhǎng),薄膜在可見光區(qū)的透過(guò)率只有29.16%,但薄膜導(dǎo)電性能和生長(zhǎng)速率大大超過(guò)磁控濺射的薄膜樣品。另外,磁控濺射的薄膜樣品純度比較高,而電子束蒸發(fā)制備的樣品中容易混入坩堝成分的雜質(zhì)。