摘要： 二維半導(dǎo)體材料是一類新興的新材料,具有廣泛的電學(xué)性能和潛在的應(yīng)用價(jià)值。本文以S和MoO3粉末為原料,利用化學(xué)氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition, CVD),在SiO2/Si片上制備了高質(zhì)量、大面積的單層MoS2單晶樣品。利用XRD、OM、EDS、TEM、AFM及半導(dǎo)體光電特性分析設(shè)備,對(duì)不同制備樣品的表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)、組成成份、樣品厚度及光電特性進(jìn)行了測(cè)試分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),制備的三角形的單層及少層MoS2單晶主要呈現(xiàn)六角晶系結(jié)構(gòu),且邊界清晰,表面光滑,有較好的透光性,最大尺度可達(dá)250 μm,MoS2單晶生長(zhǎng)中的硫化反應(yīng)過程符合VLS生長(zhǎng)機(jī)制。在不同生長(zhǎng)條件中,反應(yīng)物中的S/MoO3的質(zhì)量比和反應(yīng)溫度是影響單層MoS2單晶樣品生長(zhǎng)類型的主要影響因素。分析發(fā)現(xiàn),制備單層MoS2單晶的最佳S/MoO3質(zhì)量比為1000/30,而最佳沉積溫度為900°C。測(cè)試發(fā)現(xiàn),由單層MoS2單晶樣品制備的光電器件具有很高的光電靈敏度和較好的光電響應(yīng)特性。

摘要： 為了獲取化合物半導(dǎo)體材料光電特性,對(duì)其進(jìn)行測(cè)試分析。制備化合物半導(dǎo)體材料,將其作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,利用X射線衍射儀和光度計(jì)對(duì)不同反應(yīng)時(shí)間、不同照射條件等多種實(shí)驗(yàn)條件下的材料光學(xué)性能和電學(xué)性能進(jìn)行探究。實(shí)驗(yàn)得出,在不同持續(xù)時(shí)間條件下,化合物半導(dǎo)體材料的吸收值存在較大差異;隨著電壓的增加,三種照射條件下的化合物半導(dǎo)體材料電流均呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì),并且增加幅度基本相同。在化合物半導(dǎo)體材料實(shí)際應(yīng)用中,通過其光學(xué)與電學(xué)特性的協(xié)同作用,可達(dá)到提升光電轉(zhuǎn)換效率的目的。

摘要： 近年來鈣鈦礦材料成為太陽能電池領(lǐng)域的新星,其具有光電轉(zhuǎn)化效率優(yōu)異、光吸收能力強(qiáng)、量子效率高、載流子遷移率高以及發(fā)射波長(zhǎng)可進(jìn)行調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn),非常適合作為激光增益介質(zhì),可用于鈣鈦礦發(fā)光二極管、光電探測(cè)器、燃料電池等。近年來,第一性原理應(yīng)用于鈣鈦礦的研究取得了許多成果。然而,鈣鈦礦材料也有缺陷,比如用于構(gòu)建鈣鈦礦的元素大多為鉛、砷、鎵、碲、鎘等有害金屬元素。雖然目前已經(jīng)有人試圖用錫代替鉛作為太陽能電池,但是效率僅為6%。如何用無害的元素構(gòu)建鈣鈦礦,并提高其效率,是一個(gè)重大難題,因此研究者們通過摻雜、空位處理等方式對(duì)各類型的鈣鈦礦進(jìn)行改良,以增加效率、提高品質(zhì)等。研究人員還發(fā)現(xiàn)無空穴傳輸材料鈣鈦礦太陽能電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制備步驟更加簡(jiǎn)化,性價(jià)比更高,是新型鈣鈦礦太陽能電池研究的重要方向。本文綜述了近年來第一性原理在各類型鈣鈦礦材料研究方面的應(yīng)用,主要包括各類型鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的計(jì)算研究,分析和總結(jié)了較前沿的研究方法和研究成果,詳細(xì)介紹了各研究者對(duì)不同類型的鈣鈦礦進(jìn)行的摻雜處理(可改良其性能),分析了改良過程,討論了取得的新型成果并總結(jié)了研究特點(diǎn),以期為今后的鈣鈦礦分析提供多種思路。

摘要： 當(dāng)前聚合物穩(wěn)定液晶器件的光電響應(yīng)特性尚未完全滿足智能窗的實(shí)用需求。材料的自身特性是決定液晶器件性能的關(guān)鍵,因此本文重點(diǎn)研究了負(fù)性液晶材料的介電各向異性和雙折射率兩項(xiàng)核心參數(shù)對(duì)聚合物穩(wěn)定液晶器件光電響應(yīng)特性的影響趨勢(shì),并給出對(duì)應(yīng)的最佳參數(shù)。本文采用實(shí)驗(yàn)和仿真相結(jié)合的研究方法,首先選用具有不同參數(shù)的負(fù)性液晶材料制備聚合物穩(wěn)定液晶器件,研究分析介電各向異性對(duì)器件光電性能的影響。然后通過仿真模擬,研究負(fù)性液晶材料的雙折射率對(duì)器件光電效應(yīng)的影響。最后通過實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果的綜合分析得出最佳負(fù)性液晶參數(shù)。研究結(jié)果表明,介電各向異性越大,液晶分子越容易被電場(chǎng)驅(qū)動(dòng),液晶器件的光電性能也就越好。在固定聚合物穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)雙折射率的情況下,當(dāng)負(fù)性液晶的雙折射參數(shù)為ne=1.49、no=1.593時(shí),可達(dá)到最優(yōu)霧度。這一研究結(jié)果可為聚合物穩(wěn)定液晶器件性能的優(yōu)化及產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展提供理論指導(dǎo)。

摘要： 近十年,有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦憑借其新穎優(yōu)異的光電特性而引起廣泛關(guān)注。最近,手性鈣鈦礦由于結(jié)合了鈣鈦礦材料和手性材料各自獨(dú)特性能,在三維顯示、光學(xué)信息處理、量子光學(xué)、生物探測(cè)、自旋電子等方面具有重要應(yīng)用價(jià)值。根據(jù)有機(jī)、無機(jī)組分的空間分布,可以對(duì)手性鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)維度進(jìn)行分類。本文以手性鈣鈦礦的不同結(jié)構(gòu)維度為出發(fā)點(diǎn),分別闡述了一維、二維和三維手性鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)和光電特性,包括圓二色性、圓偏振光致發(fā)光和光電探測(cè)等特性。考慮到二維手性鈣鈦礦具有獨(dú)特的范德華層狀晶體結(jié)構(gòu),重點(diǎn)介紹了其與其它二維材料組合成二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的工作。最后,分別從材料制備和器件應(yīng)用的角度,總結(jié)了手性鈣鈦礦的重點(diǎn)挑戰(zhàn)問題和未來發(fā)展方向。

摘要： 本文利用低溫光致發(fā)光譜(PL)研究了Fe摻雜GaN晶體非極性a面{1120}、m面{1100}的帶邊峰和Fe^(3+)相關(guān)峰(^(4)T_(1)(G)-^(6)A_(1)(S))的偏振發(fā)光特性。結(jié)果表明:a面與m面光學(xué)各向異性差別較小,線偏振光的電矢量E平行于c軸[0001]時(shí)(E∥c),GaN帶邊峰強(qiáng)度最小,而Fe^(3+)零聲子峰(1.299 eV)強(qiáng)度最強(qiáng)。帶邊峰線偏振度小,而Fe^(3+)零聲子峰線偏振度大,a面帶邊峰的線偏振度為26%,Fe^(3+)零聲子峰的偏振度在a面和m面分別達(dá)到55%和58%。在5 K低溫下,進(jìn)一步測(cè)量了Fe^(3+)精細(xì)峰和聲子伴線的偏振特性,結(jié)果表明,除了一個(gè)微弱的峰外,其他精細(xì)峰和聲子伴線與Fe^(3+)零聲子峰偏振特性一致。本研究有助于拓展Fe摻雜GaN晶體材料在新型偏振光電器件領(lǐng)域的應(yīng)用。

摘要： 利用直流磁控濺射法在Si(111)襯底上制備α-Hf薄膜,通過X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis)以及霍爾儀等儀器進(jìn)行測(cè)試分析,表征了薄膜的物相結(jié)構(gòu)、表面形貌、光學(xué)性能及電學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:制備的α-Hf薄膜是具有(002)晶面擇優(yōu)取向的六方結(jié)構(gòu)。其結(jié)晶質(zhì)量、晶粒尺寸、光反射率、電阻率等都與濺射功率密切相關(guān)。當(dāng)濺射功率為50W時(shí),α-Hf薄膜結(jié)構(gòu)的致密性和表面平整性都有所提高,導(dǎo)電性更加優(yōu)異。100W薄膜樣品光反射率更大,這與薄膜表面結(jié)構(gòu)相關(guān)。

摘要： 針對(duì)傳統(tǒng)Micro-LED芯片巨量轉(zhuǎn)移與鍵合、發(fā)光芯片與驅(qū)動(dòng)電極高質(zhì)量接觸等技術(shù)難題,本文采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積和原子層沉積工藝制備無電學(xué)接觸型氮化鎵基Micro-LED器件,研究了器件的伏安特性、亮度-頻率特性、發(fā)光延遲特性及阻抗-頻率特性等光電特性,并分析了器件工作機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,交流驅(qū)動(dòng)的無電學(xué)接觸型Micro-LED器件的電流隨著頻率的增大而增大,且I-V特性呈線性關(guān)系。在20V_(pp)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)下,器件亮度隨頻率的增大先上升后下降,在頻率為25 MHz時(shí),器件亮度達(dá)到最大,且發(fā)光峰值滯后于電流峰值,說明器件的發(fā)光存在延遲。器件的等效阻抗隨著頻率的增大呈現(xiàn)先減小后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì),且器件在頻率53 MHz附近出現(xiàn)負(fù)電容現(xiàn)象。

摘要： 探索LaAlO3/SrTiO3(LAO/STO)界面產(chǎn)生的新奇物理特性對(duì)理解關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)中多自由度耦合和設(shè)計(jì)功能材料器件具有重要的價(jià)值.本文通過脈沖激光沉積方法在SrTiO3基底上制備了LAO/STO薄膜,研究了正面照射LAO/STO膜面和側(cè)面照射LAO/STO界面時(shí)的光伏效應(yīng),探討了LAO/STO界面對(duì)光伏效應(yīng)的影響.研究結(jié)果表明,在同樣光照能量下側(cè)面照射LAO/STO界面產(chǎn)生的光電壓遠(yuǎn)高于正面照射LAO/STO膜面產(chǎn)生的光電壓,說明LAO/STO界面對(duì)光伏效應(yīng)有明顯的增強(qiáng)作用.通過偏壓調(diào)控可以進(jìn)一步增強(qiáng)照射LAO/STO界面產(chǎn)生的光電壓,當(dāng)偏壓為60 V時(shí),LAO/STO樣品的位置探測(cè)靈敏度達(dá)到了36.8 mV/mm.這些研究結(jié)果為設(shè)計(jì)場(chǎng)調(diào)控位置敏感探測(cè)器等新型光電子器件提供了新的思路.

摘要： 采用熱蒸發(fā)法在硅片上沉積了不同微結(jié)構(gòu)的硒化鎢(WSe2)薄膜,研究了薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和光電特性。發(fā)現(xiàn)WSe2薄膜在(004)晶面擇優(yōu)生長(zhǎng),表面呈現(xiàn)垂直柱狀納米線。同時(shí),WSe2薄膜在406 nm處出現(xiàn)較強(qiáng)的藍(lán)光發(fā)射,這是由于量子尺寸效應(yīng)導(dǎo)致的WSe2導(dǎo)帶與價(jià)帶形成的分離能級(jí)產(chǎn)生的短波長(zhǎng)發(fā)射,使其可用于制備藍(lán)光發(fā)光器件。另外,發(fā)現(xiàn)該WSe2薄膜對(duì)光照和溫度非常敏感。隨溫度升高薄膜的電阻率顯著減小,使其可用于制備溫度傳感器;隨光照射強(qiáng)度增加由0增加到25 mW·cm^(-2),WSe2薄膜的I-V曲線由整流特性逐步變成線性;相同偏壓下光電流幾乎增加了3倍,表現(xiàn)出較很高的靈敏度,使其在敏感光電探測(cè)器中有良好的應(yīng)用前景。