在InGaAs/GaAs表面量子点(SQDs)的GaAs势垒层中引入Si掺杂层，以研究Si掺杂对InGaAs/GaAs SQDs光学特性的影响。荧光发光谱(PL)测量结果显示，InGaAs/GaAs SQDs的发光强烈依赖于Si掺杂浓度。随着掺杂浓度的增加， SQDs的PL峰值位置先红移后蓝移； PL峰值能量与激光激发强度的立方根依赖关系由线性向非线性转变；通过组态交互作用方法发现SQDs的PL峰位蓝移减弱；时间分辨荧光光谱显示了从非线性衰减到线性衰减的转变。以上结果说明Si掺杂能够填充InGaAs SQDs的表面态，并且改变表面费米能级钉扎效应和SQDs的荧光辐射特性。本研究为深入理解与InGaAs SQDs的表面敏感特性关联的物理机制和载流子动力学过程，以及扩大InGaAs/GaAs SQDs传感器的应用提供了实验依据。
InGaAs量子点 Si掺杂 表面费米能级 荧光发光谱 间接跃迁辐射 时间分辨荧光光谱 InGaAs quantum dot Si doping surface Fermi level photoluminescence indirect-transition emission time-resolved photoluminescence
1 中国科学院微电子研究所 微电子器件与集成技术重点实验室, 北京 100029
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 河北工业大学 电子信息工程学院 电子材料与器件天津重点实验室, 天津 300401
二硒化钨(WSe2)具有双极导电特性, 可以通过外界掺杂或改变源漏金属来调节载流子传输类型, 是一类特殊的二维纳米材料, 有望在未来集成电路中成为硅(Si)的替代材料。文章采用理论与实验相结合的方式系统分析了WSe2场效应晶体管中的源漏接触特性对器件导电类型及载流子传输特性的影响, 通过制备不同金属作为源漏接触电极的WSe2场效应晶体管, 发现金属/WSe2接触的实际肖特基接触势垒高低极大地影响了晶体管的开态电流。源漏金属/WSe2接触特性不仅取决于接触前理想的费米能级差, 还受到界面特性, 特别是费米能级钉扎效应的影响。
二硒化钨 双极特性 金属功函数 肖特基势垒 源漏接触 费米能级钉扎 tungsten diselenide ambipolar behavior metal work function Schottky barrier source/drain contact Fermi level pinning
广东第二师范学院物理与信息工程系, 广东 广州 510303
研究单层石墨烯的三阶非线性和光双稳态效应。通过理论分析和数值模拟,改变单层三阶非线性石墨烯的费米能级、弛豫时间、双光子吸收系数及温度条件,调制单层三阶非线性石墨烯光双稳态的阈值大小。单层三阶非线性石墨烯的费米能级越大,温度越高,则光双稳态的阈值越大;双光子吸收系数越大,双稳态的低阈值越大;弛豫时间和双光子吸收系数会明显地改变石墨烯结构的光透射率,而光透射率则对石墨烯材料自身温度不敏感。该结论可为设计各类微纳结构的光子器件如光开关和光传感等提供理论依据。
表面光学 石墨烯表面等离子体 三阶非线性效应 光双稳态 费米能级
1 南昌大学 国家硅基LED工程技术研究中心, 江西 南昌 330096
2 南昌黄绿照明有限公司, 江西 南昌 330096
采用“牺牲Ni处理”的方法研究了Ni对Ag/p-GaN界面接触性能的影响机理。利用传输线法(TLM)、紫外分光光度计、X射线光电子能谱(XPS)以及二次离子质谱仪(SIMS)等表征方式对Ag/p-GaN界面层光电性能进行了研究。结果表明, 牺牲Ni处理后p-GaN表面仍会残留少量的Ni并以Ni2O3的形式存在; p-GaN表面Ga 2p3结合能峰位朝低能方向移动了0.3 eV, 提高了Ag/p-GaN间的欧姆接触性能。我们认为,界面处的Ni会优先和p-GaN表面Ga2O3氧化物中的O结合形成Ni2O3, 进而降低了p-GaN表面费米能级, 提高了Ag/p-GaN之间的欧姆接触性能。
Ag/p-GaN接触 牺牲Ni处理 Ni插入层 表面费米能级 Ag/p-GaN contact Ni-assisted treatment Ni interlayer surface Fermi energy
1 河南工程学院电气信息工程学院, 河南 郑州 451191
2 四川大学电子信息学院, 四川 成都 610064
3 Electrical & Computer Engineering, University of Houston, Houston, Texas, USA
石墨烯独特的结构和性能使其在纳米电子、 半导体器件等领域成为研究的热点, 但其零带隙的特性严重限制了其应用。 采用化学气化沉积法制备了多层石墨烯, 并使用溴蒸汽对制备的多层石墨烯进行掺杂, 分析研究了溴蒸汽化学掺杂对石墨烯带隙的影响。 为了对比溴蒸汽掺杂对石墨烯带隙的影响, 使用633 nm He-Ne光分别测量了石墨烯掺杂前和掺杂后的拉曼光谱, 根据拉曼光谱计算了石墨烯费米能级移动与掺杂溴蒸汽之间的关系。 实验结果表明: 溴蒸汽掺杂对石墨烯拉曼光谱G带产生影响; 随着掺杂溴蒸汽体积的增加, 拉曼光谱G带向高频移动并逐渐趋于稳定； G带和2D带强度比也迅速增加, 并最终趋于稳定。 费米能级的移动与G峰位置成线性关系, 利用G峰峰值位置与费米能级实验关系式计算了溴掺杂后石墨烯的费米能级, 分析了化学掺杂对石墨烯带隙的影响。
石墨烯 费米能级 拉曼光谱 Graphene Fermi level Raman spectrum 光谱学与光谱分析
2017, 37(7): 2294
1 北京信息科技大学 自动化学院, 北京 100101
2 北京交通大学 电子信息工程学院, 北京 100044
以量子点电致发光器件(QLED)中能级分布和载流子浓度的关系为理论基础, 研究了QLED发光层能级变化与驱动电压的关系, 建立了数学模型。以CdSe/ZnS核壳结构量子点为发光层, 计算了器件正常发光时的阈值电压, 分析了电流密度与量子点中电子准费米能级与空穴准费米能级之差的关系。结果表明, 当驱动电压大于9.8V时, CdSe/ZnS中电子的准费米能级与空穴的准费米能级之差大于1.03eV, 量子点电致发光器件正常发光; 理论模型证实由于电子在发光层与电子传输层界面的大量积聚, 导致淬灭发生, 降低发光效率。
量子点 电致发光器件 阈值电压 费米能级 quantum dot electroluminescence devices threshold voltage fermi level
1 山西大学 化学化工学院, 山西 太原 030006
2 中国电子科技集团公司第三十三研究所 电磁防护技术山西省重点实验室, 山西 太原 030006
利用磁控溅射分层制备Ag和SiO2薄膜, 通过快速热处理, 使Ag颗粒富集在复合薄膜的表面。研究了Ag膜层厚度、退火时间、退火温度和退火方式对Ag颗粒形貌的影响,以及Ag颗粒致密度对其共振吸收的影响。结果表明: 通过控制每层Ag膜的厚度, 可有效控制Ag颗粒形貌。当每层金属为2 nm、退火温度为500 ℃时, 形成的颗粒粒径大小均匀且致密度较高。通过间断退火可有效降低Ag颗粒的粒径。发现Ag颗粒表面等离子共振吸收并没有随颗粒粒径的减小而明显降低, 甚至提高。这和以往的报道不同。通过深入研究金属颗粒表面等离子体产生机理, 发现其表面等离子共振吸收增强的原因是致密度较高的颗粒表面能级与费米能级差值较大, Ag颗粒内部的电子向颗粒表面迁移越多, 形成新的费米能级E′F的电子数就越多, 表面等离子共振吸收就越强。最终得出了金属颗粒共振吸收不单纯依赖于金属粒径、和颗粒的致密度也有很大关系的结论。
颗粒致密度 表面等离子体 退火 费米能级 共振吸收 particle density surface plasma thermal treatment Femi level resonance absorption
南京电子器件研究所 微波毫米波单片集成和模块电路重点实验室, 江苏 南京210016
重p型掺杂GaAsSb广泛应用于InP HBT基区材料, 重掺杂影响GaAsSb材料的带隙和费米能级等重要参数, 这些参数对设计高性能HBT起着关键作用。本文通过间接跃迁模型研究了p+-GaAsSb材料的荧光性质, 以及费米能级与Sb组分的关系。由于费米能级与空穴有效质量mh和空穴态密度nh存在函数关系, 我们通过荧光测量并计算了空穴有效质量mh和空穴态密度nh,研究结果表明mh和nh共同主导了费米能级的变化。
费米能级 GaAsSb GaAsSb HBT HBT Fermi level
1 河南师范大学物理与信息工程学院,新乡,453007
2 四川大学原子与分子物理研究所,成都,610065
从第一原理出发,利用密度泛函理论B3LYP系统研究了碳分子线Cn(n＝3～10)的电子结构特性.对优化结果分析发现,由于离域效应的作用,当n为奇数时,分子线基态为单重态,反之,当n为偶数时,三重态为其稳定的基态.对其电子结构分析可得,随着n的增加,体系能量逐渐降低;同时本文确定了分子线体系最高占据轨道HOMO能量EH、最低未占据轨道LUMO能量EL与n的关系式,即EHn-2＜EHn＜EHn+2,ELn-2＞ELn＞ELn+2.因而碳分子线的费米能级会表现出特有的奇偶性.该工作将有利于准确认识分子器件的伏安特性,设计出良好性能的分子器件.
碳分子线 电子结构 离域效应 费米能级 原子与分子物理学报
2006, 23(z1): 164
