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通过脉冲激光沉积法制备的晶体取向ZnO纳米结构的孔隙率与紫外光响应调控
摘要: 我们采用掠射角脉冲激光沉积法合成了一系列c轴取向的纤锌矿ZnO多孔纳米结构。在沉积过程中,通过改变氧分压(PO2)来研究其对生长、孔隙率和光学性质的影响。随着PO2的变化,纳米结构的生长方式逐渐改变但始终保持晶体学取向。PO2的改变会引起这些纳米结构孔隙率的系统性变化,进而显著影响其紫外光响应特性。结果表明:在不破坏晶体结构的前提下,通过调节PO2可以控制表面形貌、生长过程、孔隙率以及光电性能等参数。
关键词: 晶体纳米结构、光响应、多孔性、紫外线、斜角脉冲激光沉积
更新于2025-11-19 16:56:42
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氧化石墨烯与过渡金属二硫化物之间的二维肖特基结:光响应特性与电催化性能
摘要: 二维石墨烯是导体而非半导体。二维过渡金属二硫化物(TMD)是半导体而非导体。制备同时兼具石墨烯与TMD优势的二维复合材料已被证明具有挑战性。本研究合成了少层厚度的二维WS?/二维GO和二维MoS?/二维GO复合材料。电子结构显示该二维复合材料中存在高含量的Mo??3d?/?和W??4f?/?低结合能态,这归因于二维复合材料表面硫原子的部分缺失以及新形成的C-W-S和C-Mo-S杂原子键。研究建立了二维GO与二维TMD(二维G-T结)之间的肖特基结并表现出显著光电响应。这两种二维复合材料的优异电催化性能源于二维TMDs与二维GO之间的二维肖特基结。二维肖特基结(二维G-T结)中的层间电子耦合激活了二维TMDs或GO二维表面上的惰性位点?;诙琖S?/二维GO的染料敏化太阳能电池(DSCs)在标准太阳光照强度(AM1.5,100 mW cm?2)下的功率转换效率达9.54%,这是无铂对电极DSCs报道的最高效率之一。最后,二维WS?/二维GO复合材料作为DSCs对电极展现出卓越稳定性。
关键词: 光响应、层间电子耦合、二维材料、电催化剂、石墨烯、过渡金属二硫化物、肖特基结
更新于2025-09-23 15:23:52
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镨掺杂氧化物薄膜晶体管中陷阱辅助增强的偏置光照稳定性
摘要: 掺杂镨的氧化铟锌(PrIZO)被用作薄膜晶体管(TFTs)的沟道层。掺镨的TFTs表现出显著抑制光致不稳定的特性。PrIZO-TFTs实现了可忽略的光响应以及在光照负栅偏压应力(NBIS)下的显著增强。同时,这些晶体管展现出优异性能:高场效应迁移率26.3 cm2/Vs、亚阈值摆幅0.28 V/decade以及开关比10?。通过X射线光电子能谱(XPS)、微波光电导衰减(Micro-PCD)和光致发光光谱(PL)分析了镨浓度对PrIZO-TFTs性能的影响。研究发现,镨离子诱导的类受主陷阱态可能抑制了导带中的光致载流子,这为提升非晶氧化物半导体的光照稳定性提供了新策略。最终成功制备出全透明AMOLED显示器原型,验证了掺镨TFTs在透明器件中的应用潜力。
关键词: 镨掺杂、负偏压光照应力、金属氧化物、薄膜晶体管、光响应
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于少层PdSe2的场效应晶体管用于光电探测器应用
摘要: 我们展示了一种多层二硒化钯(PdSe2)高性能光电探测器。该探测器在激光照射(波长λ=655纳米,功率0.057毫瓦/平方毫米)下表现出0.15×10^10琼斯的光电探测率。转移特性中激光照射引发的负阈值电压偏移主要归因于光门控效应。对实验数据的系统分析表明,光门控效应和空间电荷限制传导共同参与了导电机制。我们观察到光生电流随光照强度呈对数增长,且停止照射后仍持续存在约200秒。电流的缓慢衰减被归因于光生载流子在PdSe2/SiO2界面及PdSe2结构缺陷处的俘获。我们还观测到与入射激光功率相关的可重复、稳定的时间分辨光响应。本研究可为后续探索如何充分发挥PdSe2在光电探测器应用中的潜力提供重要参考。
关键词: 二硒化钯,光电探测器,场效应晶体管,二维材料,光响应
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用化学气相沉积技术制备的高响应度、快速响应时间的n-ZnO/p-GaN异质结紫外光电探测器
摘要: 采用化学气相沉积技术,以金属锌为锌源,在p型c面蓝宝石衬底上生长出高质量的c轴取向n型氧化锌外延薄膜,从而形成n-ZnO/p-GaN异质结。该异质结呈现整流特性,开启电压约2.4 V,漏电流极低(1×10?11 A)。对其光响应特性的光谱分布研究表明:在零偏压条件下,366 nm波长处出现响应峰值,峰值响应度约为0.4 mA/W;随着正向偏压增大,峰值响应度进一步提升,1 V偏压时达到约191 mA/W。光谱曲线显示当波长超过≈400 nm时响应度急剧下降,使该器件适用于日盲紫外探测。测试还发现这些器件具有快速响应特性,上升/衰减时间仅需数毫秒。研究同时揭示,器件的光响应度关键取决于氧化锌层的微晶质量。
关键词: 紫外探测器、光响应、n-ZnO/p-GaN异质结、外延薄膜
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 无水清洁解决方案:电动屏幕(EDS)薄膜在太阳能集热器无水清洁中的环境耐久性
摘要: 我们展示了基于场效应晶体管(FET)的等离子体太赫兹(THz)探测器在低阻抗状态下采用单片集成天线时的性能提升,并利用0.2太赫兹测量系统报道了硅MOSFET在太赫兹频段的阻抗实验结果。通过设计低阻抗范围(<1千欧)的FET并集成50欧和100欧阻抗的天线,我们发现低阻抗MOSFET在0.2太赫兹频段满足50欧输入阻抗标准,且采用更薄栅氧化层的MOSFET在50欧天线配置下展现出比无天线探测器高325倍的显著增强的等离子体光响应。
关键词: 太赫兹、阻抗、光响应、MOSFET、探测器、等离子体激元
更新于2025-09-23 15:19:57
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石墨烯纳米墙/硅异质结混合光电探测器
摘要: 我们研究并制备了石墨烯纳米墙/硅异质结光电导探测器,旨在为高性能光探测器的制备提供器件工艺技术和理论基础。通过双层光刻胶光刻和反应离子刻蚀(RIE)工艺对石墨烯纳米墙(GNWs)薄膜进行图形化,获得高质量GNWs导电通道,并分别采用n型掺杂、本征和p型掺杂硅衬底(n-Si、i-Si、p-Si)制备了三种不同的GNWs/Si异质结光电导探测器。GNWs薄膜不仅作为载流子传输的光电导通道,还与硅构成肖特基异质结参与光生载流子的分离与传输。由于空穴注入需通过肖特基结区,其势垒高度决定了光生载流子的注入能力,直接影响GNWs与硅的光电导增益。此外,在低偏压VDS下,GNWs/n-Si光响应电流最大而GNWs/p-Si最小,这归因于GNWs/n-Si、GNWs/i-Si和GNWs/p-Si的势垒高度分别为0.73 eV、0.69 eV和0.63 eV。势垒越高,注入GNWs的光生载流子数量越多,光响应电流也越大。
关键词: 光响应、肖特基势垒、光电导性、石墨烯纳米墙
更新于2025-09-23 15:19:57
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Cu2CoSnS4-碳量子点(CCTS:CQD)纳米复合材料的新型合成方法:混合光伏的潜在光吸收材料
摘要: 为了降低量子太阳能电池的成本和加工难度,开发一种新型且简单的吸收层合成方法至关重要。本研究创新性地制备了Cu?CoSnS?-碳量子点(CCTS:CQD)纳米复合材料作为太阳能电池的吸光材料。通过直接热解CCTS前驱体与柠檬酸合成了该纳米复合材料,其中柠檬酸前驱体与CCTS的比例在0.1至0.7范围内变化。采用紫外-可见分光光度计在300-900纳米波长范围内研究了合成纳米复合材料的特性。CCTS:CQD具有依赖激发波长的动态光致发光特性。X射线衍射结果表明,CCTS:CQD纳米复合材料主要呈多晶结构。高分辨透射电子显微镜(HRTEM)证实了CCTS:CQD的形成,显示其尺寸约为3纳米。通过170°C的喷雾热解技术在玻璃/ITO基底上沉积了CCTS:CQD纳米复合材料薄膜。在黑暗和光照条件下进行的电流-电压(I-V)测试表明,CCTS:CQD薄膜具有良好的光电响应。本研究的目的是开发适用于薄膜太阳能电池的p型CCTS:CQD纳米复合材料吸收层。
关键词: 量子点、光响应、薄膜、纳米复合材料、吸收体
更新于2025-09-23 15:19:57
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Cu2CoSnS4四元功能光电探测器的结构与光电特性表征
摘要: 通过溶胶-凝胶法制备的Al/p-Si/Cu2CoSnS4/Al四元功能半导体光电探测器展现出太阳能探测器特性。采用SEM、EDS和XRD技术确认了光电二极管的化学成分,其中观察到Cu2CoSnS4具有纳米颗粒特征。通过UV-vis光谱研究了其光电特性,显示这些光电二极管具有高吸收率和最小反射率,计算得出带隙能量为1.19 eV。电流-时间和电流-电压特性表明这些二极管对日光敏感并呈现整流特性。运用热电子发射理论计算了势垒高度、理想因子、光响应、光电灵敏度及线性动态特性。通过电容-电压、电导-电压、修正电容-电压及修正电导-电压曲线研究了Al/p-Si/Cu2CoSnS4/Al光电二极管的电学特性,其电学特性显示出频率依赖性,该行为被认为是界面态存在的标志。界面态密度(Dit)计算表明界面态密度强烈依赖于交流信号频率——随着信号频率升高,Dit值减小。
关键词: 光电探测器,光响应,Cu2NiSnS4光电二极管,四元功能光电二极管,太阳能探测器
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有高X射线光响应的三维碘化铅类钙钛矿杂化材料
摘要: 大型有机阳离子无法稳定三维钙钛矿AMX3结构,因其无法容纳于立方八面体笼中(不符合戈尔德施密特容忍因子规则),通常会形成低维结构。本研究报道大尺寸双阳离子氨基甲基吡啶鎓(AMPY)可模板化新型类传统钙钛矿的三维结构,其化学式为(xAMPY)M2I6(x=3或4,M=Sn2+或Pb2+),相当于AMX3公式的两倍。但由于戈尔德施密特容忍因子规则的立体位阻要求,(xAMPY)M2I6无法形成标准钙钛矿结构。这些化合物采用角共享与边共享混合连接方式,从而形成新型三维结构。密度泛函理论计算表明这些化合物为间接带隙半导体,在略高能量处存在直接带隙并具有离域电子能带。锡基与铅基化合物的带隙分别约为1.7 eV和2.0 eV,略高于对应AMX3三维钙钛矿。其拉曼光谱呈弥散特征,在接近0 cm-1的极低频区有宽幅上升中心峰——该特征表明其具有动态晶格、高度非谐性及耗散振动特性,与三维AMX3钙钛矿极为相似。(3AMPY)Pb2I6晶体器件在无偏压环境光下呈现清晰光电响应,反映其具有高载流子迁移率(μ)和长载流子寿命(τ)。该器件还表现出显著的X射线光电流,具有高达~1.2×10-4 cm2/V的μτ乘积及207 μC·Gy-1·cm-2的X射线灵敏度。
关键词: 金属卤化物杂化物、混合阳离子、光响应、X射线探测器、异常带隙行为
更新于2025-09-23 15:19:57