北京石油化工学院新材料与化工学院，特种弹性体复合材料北京市重点实验室，北京 102617
染料敏化太阳能电池（DSSC）具有制备工艺简单、成本低廉等特点，是太阳能有效利用的途径之一。本文简单介绍了染料敏化太阳能电池的组成、结构和工作原理，详细介绍了组成染料敏化太阳能电池的TiO2光阳极材料，总结了目前TiO2光阳极的研究成果，分析了TiO2 光阳极材料改性对DSSC性能的影响。同时，展望了TiO2光阳极的未来发展方向。
半导体材料 染料敏化太阳能电池 二氧化钛 光阳极 TiO2电极材料改性 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1500008
西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021
光腔衰荡法对腔内介质吸收有着极高的测量灵敏度，可实现腔损耗的精确测量。本文基于自由载流子吸收理论和谐振腔理论，建立了半导体材料特性测量的光腔衰荡理论模型，推导了腔衰荡信号与半导体材料特性参数和光学谐振腔结构参数间的函数关系，并进行了仿真分析和实验验证。仿真结果表明：光腔衰荡法可以实现半导体材料特性的精确测量，如掺杂浓度和电阻率。同时，基于该技术对半导体单晶硅片掺杂浓度和电阻率进行了实验测量，结果分别为和，说明该方法在半导体材料特性测量中具有很好的应用潜力。
仪器，测量与计量 光学谐振器 半导体材料 激光器 掺杂浓度 激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0112005
1 云南师范大学 能源与环境科学学院，云南 昆明 650092
2 中国科学院半导体研究所 半导体超晶格国家重点实验室，北京 100083
3 中国科学技术大学 量子信息与量子科技前沿协同创新中心，安徽 合肥 230026
4 华南师范大学 华南先进光电子研究院，广东省光信息材料与技术重点实验室，电子纸显示技术研究所，国家绿色光电子国际联合研究中心，广东 广州 510006
利用分子束外延技术在GaSb衬底上生长了高质量的InAs/InAsSb（无Ga）Ⅱ类超晶格。超晶格的结构由100个周期组成，每个周期分别是3.8 nm厚的InAs层和1.4 nm厚的InAs0.66Sb0.34层。在实验过程中出现了一种特殊的尖峰状缺陷。利用高分辨率x射线衍射（HRXRD）、原子力显微镜（AFM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对外延的超晶格进行了表征和分析。结果表明，优化后的样品几乎为零晶格失配，超晶格0级峰半峰宽为39.3 arcsec，表面均方根粗糙度在10 μm×10 μm范围内达到1.72 ?。红外吸收光谱显示50%的截止波长为4.28 μm，PL谱显示InAs/InAs0.66Sb0.34超晶格4.58 μm处有清晰锐利的发光峰。这些结果表明，外延生长的InAs/InAsSb超晶格稳定性和重复性良好，值得进一步的研究。
InAs/InAsSb 超晶格 分子束外延 Ⅲ-Ⅴ族半导体材料 InAs/InAsSb superlattice MBE Ⅲ-Ⅴ semiconductor materials
1 苏州科技大学物理科学与技术学院，江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室，江苏 苏州 215009
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，江苏 苏州 215123
相比于第三代半导体材料碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），氧化镓（Ga2O3）具有禁带宽度更大、击穿电场更强、吸收截止边更短、生长成本更低等优点。掺杂是一种高效优化材料物性特征的方法，可以拓宽Ga2O3在不同领域的应用范围。本文对近年来Ga2O3材料的稀土掺杂以及其他元素的掺杂进行了综述，着重分析了稀土掺杂Ga2O3的发光特性。最后，对Ga2O3的稀土离子掺杂和p型掺杂方向进行了展望。
材料 半导体材料 氧化镓 离子掺杂 发光特性 电导率 激光与光电子学进展
2021, 58(15): 1516025
1 长春理工大学 理学院, 吉林 长春 130022
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
自石墨烯被发现以来, 随着人们不断的研究和探索, 越来越多具有类似结构的二维材料因其优异的光电性质相继被发现和研究。过渡金属硫族化合物(TMDs)因其丰富的物理性质而受到广泛关注。本文研究了三层二硒化钨(WSe2)纳米片的光电性能。利用范德华力将WSe2转移到SiO2/Si衬底的Au电极上, 用银浆引出背栅电极, 制备了WSe2场效应晶体管, 其载流子迁移率为3.42 cm2/(V·s)。WSe2场效应晶体管在630 nm波长下探测器响应度为0.61 A/W, 器件的光响应恢复时间为1 900 ms。
二维半导体材料 过渡金属硫族化物 二硒化钨 光电探测。 two-dimensional semiconductor materials transition metal dichaldogenides(TMDs) WSe2 photoelectric detection
硒化锡(SnSe)具有极低热导率、高功率因子和高热电优值,是一种性能优异的热电材料。SnSe的热电性能与其结构和掺杂状态密切相关。从SnSe的基本特性出发,介绍了SnSe的典型制备方法,综述了SnSe的热电性能及光(热)电性能,讨论了SnSe在光伏、锂离子电池、柔性热电器件及相变存储器等领域的潜在应用,总结了目前SnSe研究中存在的问题,并对提高其低温热电性能的方法进行了展望。
材料 半导体材料 硒化锡 热电性能 光(热)电性能
材料能带以及缺陷能级状态是窄禁带半导体材料芯片制造过程中的重要参数。红外调制光致发光（Photoluminescence, PL）光谱仪是一种无损的有效检测技术。利用该技术对不同的窄禁带半导体材料进行了检测，然后用线型拟合光谱揭示了不同能级间的电子跃迁，并对结果进行了分析。结果表明，红外调制PL光谱是一种有效的材料能带和缺陷能级研究方法。
窄禁带半导体材料 PL光谱 能级跃迁 缺陷能级 narrow bandgap semiconductor materials PL spectra band transition defect energy level
1 西安工业大学 光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 西安工业大学 西北兵器工业研究院, 陕西 西安 710021
硅纳米线是新型一维半导体纳米材料的典型代表。利用阳极氧化铝薄膜为模版复制出具有有序纳米结构的金膜, 在金的催化辅助下对单晶硅进行湿法刻蚀, 得到尺寸、形状、分布可控的硅纳米线阵列, 并对其光学特性进行了研究。研究结果表明, 金代替银作为催化剂, 可以有效地抑制二次刻蚀, 金的化学性质相对于银更加稳定, 克服了银膜在较高的温度或较长刻蚀时间下产生的结构性破坏, 得到形貌规整、尺寸可控的硅纳米线阵列。对该阵列在400 nm～1 200 nm波段的反射率、透过率进行了测试, 并对比分析了金模板催化与传统方法机理的异同。测试结果表明, 相较于传统金属辅助化学刻蚀法, 文中提出的金模板催化法制备的硅纳米线阵列尺寸及分布更加均匀可控, 在宽光谱范围内的抗反射性得到了显著提高。
半导体材料 硅纳米线 阳极氧化铝薄膜 湿法刻蚀 催化 抗反射性 semiconductor materials silicon nanowires ultrathin anodic aluminium oxide membrane wet etching catalysis anti-reflective properties
Author Affiliations
Abstract
1 Jiangsu Key Laboratory of Micro and Nano Heat Fluid Flow Technology and Energy Application, School of Mathematics and Physics, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009, China
2 Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215123, China
In this work, Er-doped aluminum nitride (AlN), Pr-doped AlN, and Er, Pr co-doped AlN thin films were prepared by ion implantation. After annealing, the luminescence properties were investigated by cathodoluminescence. Some new and interesting phenomena were observed. The peak at 480 nm was observed only for Er-doped AlN. However, for Er, Pr co-doped AlN, it disappeared. At the same time, a new peak at 494 nm was observed, although it was not observed for Er-doped AlN or Pr-doped AlN before. Therefore, the energy transfer mechanism between Er3+ and Pr3+ in AlN thin films was investigated in detail. Through optimizing the dose ratio of Er3+ with respect to Pr3+, white light emission with an International Commission on Illumination chromaticity coordinate (0.332, 0.332) was obtained. This work may provide a new strategy for realizing white light emission based on nitride semiconductors.
160.4760 Optical properties 160.5690 Rare-earth-doped materials 160.6000 Semiconductor materials Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 111602
