吴易豪 1,2肖雪华 1,2毕然 1,2李雅丹 1,2[ ... ]王一丁 1,2
作者单位
摘要
1 吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区,长春 130012
2 吉林省红外气体传感技术工程研究中心,长春 130012
采用射频磁控溅射法在石英衬底和硒化锌衬底上制备了碲化铋薄膜,分别研究了薄膜厚度、退火温度对薄膜微观结构和光电性能的影响。利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和冷场发射扫描电子显微镜,分析了薄膜结构、成分和形貌。结果表明,退火有利于薄膜的结晶,且不改变晶体的择优取向。傅里叶变换红外光谱测试结果表明,在石英衬底和硒化锌衬底上沉积的薄膜,光学透过率随着薄膜厚度和退火温度的增加而减小,在硒化锌衬底上沉积的薄膜透过波段比石英长,且光学透过率更加稳定。霍尔效应测试结果表明,随着薄膜厚度和退火温度的增加,薄膜的电阻率逐渐减小,最小为1.448×10-3 Ω·cm,迁移率为27.400 cm2·V-1·s-1,载流子浓度为1.573×1020 cm-3。在石英衬底上沉积的15 nm厚的Bi2Te3薄膜,在1~5 μm波段的透过率达到80%,退火200 ℃后透过率达到60%,电阻率为5.663×10-3 Ω·cm。在硒化锌衬底上沉积相同厚度的薄膜,在2.5~20 μm波段的透过率达到65%,200 ℃退火后透过率达到60%,薄膜电阻率为9.919×10-3 Ω·cm。制备的Bi2Te3薄膜具有优良的光电特性,是红外透明导电薄膜领域理想的候选材料之一,在红外光电子学芯片制备领域有较好的应用前景。
透明导电薄膜 中红外波段 射频磁控溅射 Bi2Te3 光电性能 Transparent conductive film Mid infrared band Magnetron sputtering Bi2Te3 Photoelectric performance 
光子学报
2023, 52(10): 1052413
作者单位
摘要
河南科技大学 材料科学与工程学院,河南 洛阳 471000
采用水热法和电化学沉积法,成功制备了包覆有SnO2纳米颗粒的WO3纳米棒阵列薄膜,退火处理后形成WO3/SnO2异质结复合薄膜。通过改变SnO2的沉积时间得到了复合薄膜的最佳制备条件。采用XRD,FESEM对WO3/SnO2复合薄膜的物相和形貌进行了分析,通过电化学工作站对WO3/SnO2复合薄膜的光电性能进行了研究,结果表明,电沉积时间为120 s时,WO3/SnO2复合薄膜具有最小的阻抗,且在0.6 V的偏压下光电流密度为0.46 mA/cm2,相比于单一WO3纳米棒薄膜,表现出更好的光电化学性能。
复合薄膜 电沉积 光电性能 WO3 WO3 SnO2 SnO2 composite film electro-deposition photoelectric property 
半导体光电
2023, 44(4): 591
侯俨育 1,*董海亮 1,2贾志刚 1,2贾伟 1,2[ ... ]许并社 1,2,4
作者单位
摘要
1 太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室,太原 030024
2 山西浙大新材料与化工研究院,太原 030000
3 太原理工大学材料科学与工程学院,太原 030024
4 陕西科技大学材料原子·分子科学研究所,西安 710021
为探究不同铟(In)组分InxGa1-xN势垒对绿光激光二极管光电性能的影响,本文采用SiLENSe(simulator of light emitters based on nitride semiconductors)仿真软件对一系列具有不同In组分InxGa1-xN势垒的激光二极管进行研究,结果发现InxGa1-xN势垒中In组分最佳值为3%,此时结构的斜率效率最高,内部光学损耗最低,光学限制因子最大,性能最优。在具有In0.03Ga0.97N势垒的多量子阱结构基础上,设计了一种组分阶梯(composition step-graded, CSG)InGaN势垒多量子阱结构,提高了激光二极管的斜率效率和电光转换效率,增加了光场限制能力。仿真结果表明,当注入电流为120 mA时,具有CSG InGaN势垒的多量子阱结构,电光转换效率从17.7%提高至19.9%,斜率效率从1.09 mW/mA增加到1.14 mW/mA,光学限制因子从1.58%增加到1.62%。本文的研究为制备高功率GaN基绿光激光二极管提供了理论指导和数据支撑。
绿光激光二极管 光电性能 In组分 组分阶梯InGaN势垒 斜率效率 电光转换效率 green laser diode photoelectric performance In composition composition step-graded InGaN barrier slope efficiency electro-optical conversion efficiency 
人工晶体学报
2023, 52(8): 1386
作者单位
摘要
1 山东大学,新一代半导体材料研究院,晶体材料国家重点实验室,济南 250100
2 山东工业技术研究院,济南 250100
本文使用导模(EFG)法生长了Ni掺杂β-Ga2O3单晶,并通过粉末X射线衍射(PXRD)和劳厄衍射(Laue diffraction)分别验证了其晶体结构和晶体质量。进一步通过紫外-可见-近红外透过光谱及红外透过光谱研究了Ni2+掺杂对β-Ga2O3光学特性的影响,发现其(100)面的紫外截止边为252.9 nm,对应的光学带隙为4.74 eV。此外,阴极荧光(CL)光谱测试结果显示,Ni2+掺杂β-Ga2O3单晶在600~800 nm具有宽带近红外发光特性,有望拓宽β-Ga2O3单晶材料在宽带近红外方面的应用。
氧化镓 宽禁带半导体 光电性能 宽带近红外发光 导模法 Ni掺杂 Ga2O3 wide-bandgap semiconductor optical and electrical property broadband near-infrared luminescent EFG method Ni doping 
人工晶体学报
2023, 52(8): 1373
段超 1李坤 1高岗 1杨磊 2[ ... ]朱嘉琦 1,3,4
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室, 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学分析与测试中心, 哈尔滨 150001
3 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室, 哈尔滨 150001
4 哈尔滨工业大学郑州研究院, 郑州 450000
集成电路行业器件尺寸不断缩小, 表面更复杂, 对镀膜提出了更高的要求, 而原子层沉积因其保形性和自限制生长的优势而获得了广泛的关注和研究。本文在简要介绍一些常用的镀膜方式基础上, 对原子层沉积原理及自限制生长进行了重点介绍。以氧化铟为代表, 通过对比分析说明原子层沉积制备薄膜在形貌、成分等方面的优越性, 对不同方式制备的常见透明导电薄膜的光电性能进行了总结。详细讨论了原子层沉积的应用范围, 包括在大尺寸基底, 如大平面和大曲率基底上可以制备高质量薄膜, 在小尺寸基底, 如粉体、沟槽、微纳结构上仍然有着超高的保形性。最后对原子层沉积制备薄膜的优势进行了总结, 对其独特的发展潜力进行了展望。
原子层沉积 透明导电薄膜 镀膜方式 形貌 成分 光电性能 atomic layer deposition transparent conductive film coating method morphology composition optoelectronic property 
人工晶体学报
2023, 52(6): 1052
周青伟 1,2吴凡 1,2罗芳 1,2黄先燕 1,2[ ... ]朱志宏 1,2
作者单位
摘要
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院&新型纳米光电信息材料与器件湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池中的电荷传输层与钙钛矿层界面的载流子复合是制约其光电转换效率进一步提升的关键因素。文中采用带隙和带边可调控的二维过渡金属硫族化合物(MoS2、MoSe2、WS2和WSe2)材料作为电子传输层和钙钛矿层之间的界面修饰材料和载流子传输材料,利用晶格匹配的范德华外延生长高质量的钙钛矿薄膜,同时通过界面能级补偿和势垒消减,降低钙钛矿层与电子传输层之间的界面电荷损失,促进全无机CsPbBr3钙钛矿太阳能电池器件中载流子的提取与传输,使器件光电转换效率由初始的7.94%提高到10.02%,同时开路电压从1.474 V提升至1.567 V。该研究为制备高质量的钙钛矿薄膜同时实现界面能级匹配的高性能光电器件提供了一条新途径。
太阳能电池 光电性能 二维界面修饰 钙钛矿 过渡金属硫族化合物 solar cells photoelectric property two-dimensional interface modification perovskite transition metal chalcogenides 
红外与激光工程
2023, 52(6): 20230219
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学航天学院,复合材料与结构研究所, 哈尔滨 150080
2 哈尔滨工业大学分析测试中心, 哈尔滨 150001
CuI薄膜可以通过Cu金属膜的碘化法来制备, 为了优化碘化法CuI薄膜的光电特性, 本文通过层层碘化法制备了CuI薄膜样品, 并采用后退火和层层退火两种方式处理CuI样品, 对薄膜样品的结构特性、表面形貌和光电性能进行了分析。结果表明, 层层退火方式有效提高了样品的结晶度, 而后退火方式则有利于薄膜表面CuI的二维平面移动, 从而增加了薄膜表面的致密性。后退火方式将CuI薄膜的透过率提高至80%~90%, 层层退火方式将CuI薄膜的电阻率优化至0.034 Ω·cm。
p型 后退火 层层退火 透过率 电学性能 光电性能 p-type CuI CuI post annealing layer by layer annealing transmittance electrical property photoelectric property 
人工晶体学报
2023, 52(5): 842
作者单位
摘要
1 中国科学院福建物质结构研究所, 福州 350002
2 中国科学院大学, 北京 100039
随着电子信息技术的飞速发展, 具有更高抗干扰能力以及更高灵敏度的日盲紫外探测器引起了广泛关注。六方相氮化硼(h-BN)凭借其超宽带隙、高光吸收系数、高热导率及高击穿场强等优势成为日盲紫外探测器研究的热点材料。此外, h-BN良好的机械强度和光学透明性使其兼具柔性探测器的潜力。然而室温条件下制备的h-BN薄膜常具有较多缺陷, 极大程度上限制了其柔性探测器的发展。本文在室温条件下采用反应磁控溅射, 以B为生长源, 在蓝宝石和Si衬底上实现了较高质量h-BN薄膜的制备, 并在此薄膜的基础上制备了高性能日盲紫外探测器。3 V电压下, 其探测器拥有极低的暗电流(0.07 pA)、较高的响应度(1.37 μA/W)和探测率(2.73×1010 Jones)。本文的研究结果证实了室温制备h-BN薄膜及其日盲紫外探测器的可行性, 为实现可在室温下工作的h-BN探测器的应用提供了参考。
h-BN薄膜 反应溅射法 室温 日盲紫外探测器 光电性能 响应度 h-BN film reactive sputtering method room temperature solar-blind ultraviolet detector photoelectric property responsivity 
人工晶体学报
2023, 52(5): 798
作者单位
摘要
1 常州大学材料科学与工程学院, 常州 213000
2 常州大学微电子与控制工程学院, 常州 213000
3 扬州大学, 扬州 225000
本文使用气相输运沉积的方式制备了硒化锑(Sb2Se3)薄膜太阳电池, 并采用氯化铯(CsCl2)溶液对器件上界面进行处理, 同时对薄膜和器件进行了一系列表征。研究发现, CsCl2溶液的背接触处理不仅可以提高器件的载流子收集以及降低上界面复合, 还可以优化薄膜的结晶性、表面粗糙度和光电性能。基于FTO/CdS/Sb2Se3/CsCl2/Au的器件结构, 得到了转换效率为6.32%的高效Sb2Se3薄膜太阳电池, 比基础器件效率提升了12%。本文的工作对Sb2Se3薄膜太阳电池未来的研究有一定的指导作用, 其他同类型半导体光伏器件也可借鉴。
硒化锑 氯化铯 背接触处理 薄膜太阳电池 气相输运沉积技术 薄膜光电性能 Sb2Se3 CsCl2 back contact treatment thin film solar cell vapor transport deposition thin film photoelectric performance 
人工晶体学报
2023, 52(4): 636
作者单位
摘要
1 广东石油化工学院理学院,广东 茂名 525000
2 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室,广东 广州 510640
采用多源磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了Ga、Al共掺杂氧化锌(GAZO)/Ag/GAZO透明导电薄膜。对比实验表明,通入O2溅射Ag能够提高薄膜在600~800 nm波段的光透射率。进一步优化后,发现在O2流量为1.0 sccm的条件下,12 nm的Ag获得连续结构,提升了GAZO/Ag/GAZO薄膜的光电性能。在空气中经150 ℃退火处理1 h,GAZO/Ag/GAZO薄膜的光电性能和结构性能都得到提升。退火后薄膜方块电阻为8.99 Ω/sq,380~780 nm可见光波段平均透射率为98.17%,品质因子高达2260 Ω-1。该GAZO/Ag/GAZO透明导电薄膜显示出优异的光电性能,有望替代铟锡氧化物薄膜用于光电器件领域。
薄膜 掺杂 磁控溅射 退火 光电性能 
激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0731002

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