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oe1(光电查) - 科学论文

147 条数据
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  • 金属-氧化铝-硅隧道二极管中固定电荷缺失的证据

    摘要： 本文报道了氧化铝隧道绝缘层中固定电荷密度（NF）与厚度的可控变化，并研究了其对金属-绝缘体-半导体（MIS）二极管肖特基势垒高度ΦB的影响。通过分析金属-氧化铝-硅电容结构发现：未退火沉积薄膜的NF为+1×1012 cm?2，而退火后薄膜的NF转变为-1×1012 cm?2。研究采用解析模型和数值器件物理模拟方法，基于NF与氧化铝厚度的变化预测ΦB的改变。值得注意的是，由莫特-肖特基法测得的ΦB值并未遵循这些静电模型的预测趋势。事实上，对于氧化铝厚度低于2 nm的二极管，NF似乎未产生可观测影响——这与类似厚度薄膜固定电荷的无接触测量结果相矛盾。ΦB的变化趋势更适用于偶极子模型解释。进一步研究表明：未退火的MIS二极管中，偶极子与氧化铝层厚度相关；而退火后的MIS二极管中，偶极子和ΦB基本保持恒定，与氧化铝厚度无关。这些数据为调控MIS隧道接触的ΦB提供了策略依据，对电接触设计具有重要启示。

    关键词： 原子层沉积、固定电荷、硅、势垒高度、肖特基二极管

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 原子层沉积法制备的二氧化钛修饰石墨烯薄膜：表征及紫外-可见光下光催化活性研究

    摘要： 石墨烯的巨大潜力可通过其表面功能化得到增强。为此，研究采用原子层沉积法（ALD）在200°C下以H2O和TiCl4为前驱体，在石墨烯薄膜上生长了不同厚度的TiO2。通过该研究分析了TiO2沉积后石墨烯电子结构的变化，以及石墨烯对TiO2在紫外-可见光照射下光催化活性的影响。结果表明同一样品内存在非均匀性和本征应变效应：未修饰的石墨烯因薄膜与基底晶格失配呈现固有应变，而电荷杂质的存在引发了非故意自掺杂现象。当TiO2薄膜厚度≤10 nm时会导致石墨烯p型掺杂，但随着膜厚增加应变效应逐渐主导；薄膜中氧空位浓度随厚度增加呈指数下降，当厚度超过10 nm时TiO2达到化学计量比的O/Ti原子比。TiO2与石墨烯的复合增强了紫外-可见光下TiO2的电子-空穴分离效率，在甲基红分子降解测试中表现出更高的光催化活性，使这种TiO2/石墨烯杂化材料成为污染物光降解和水处理的理想候选材料。

    关键词： 原子层沉积、石墨烯、光催化活性、二氧化钛、紫外-可见光

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 四氯化钛与镁氢硅酸盐纳米管反应中二氧化钛微晶的形成机制

    摘要： 本文研究了以四氯化钛和水蒸气为前驱体，在管状镁硅水合物Mg3Si2O5(OH)4（蛇纹石的合成类似物）纳米管上进行的二氧化钛原子层沉积首循环过程。通过X射线衍射、红外光谱、电子显微镜和氮气吸附测量对产物的结构和形貌进行了表征。采用原位重量分析法跟踪了蛇纹石与氯化氢的副反应。在150°C时，四氯化钛的化学吸附会在蛇纹石纳米管表面形成单分子层钛-氯基团，同时保持其原始晶体结构。相比之下，在300-400°C的较高温度下，该过程因包括基底脱羟基作用以及释放的水与四氯化钛反应形成纳米管间隙中二氧化钛微晶的次级相互作用而变得复杂。氯化氢（四氯化钛化学吸附和二氧化钛形成过程中的副产物）的作用导致蛇纹石发生降低其热稳定性并引发脱羟基的结构转变。

    关键词： 原子层沉积，反应前沿推进，四氯化钛，氯化氢，蛇纹石（Mg3Si2O5(OH)4）纳米管

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用三异丙醇铝（ATIP）的氧化铝（Al?O?）原子层沉积：一项实验与理论相结合的研究

    摘要： 铝前驱体在Al2O3原子层沉积（ALD）过程中起着关键作用。迄今为止，三甲基铝（TMA）是实验和理论研究中最广泛使用的前驱体之一。然而，由于三甲基铝具有自燃性且与水极度反应，在工业规模应用中可能存在安全风险。铝醇盐提供了有前景的替代方案，但受到的关注较少。本研究以三异丙醇铝（ATIP）作为铝醇盐前驱体的典型代表，对Al2O3 ALD过程进行了理论与实验相结合的研究。实验结果表明，在150°C至175°C温度范围内，采用ATIP与水的热ALD过程具有1.8 ?/周期的最大生长速率（GPC）?；谠恢势追治龊兔芏确汉砺郏―FT）计算，氧化铝薄膜的形成主要发生在水脉冲阶段，通过水与吸附前驱体之间的配体交换反应实现；而在ATIP脉冲阶段仅发生ATIP的吸附和/或其解离。设计以醇盐基团为基本配体的杂配体前驱体虽具挑战性，但对未来工业规模的Al2O3 ALD极具前景。

    关键词： Al2O3（氧化铝）、DFT计算（密度泛函理论计算）、原子层沉积、三异丙醇铝、配体交换反应

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 二氧化钛原子层沉积表面化学分析及利用表面增强拉曼光谱证实丙烯齐聚反应

    摘要： 通过原位表面增强拉曼光谱（SERS）与二氧化钛原子层沉积（ALD）联用技术，监测了多个ALD循环过程中瞬态表面物种的变化。采用3-巯基丙酸自组装单分子层作为捕获剂，确保钛前驱体（四异丙醇钛[TTIP]）的成核发生。对比纯前驱体的拉曼光谱与TiO2首循环的SERS光谱发现：存在典型的配体交换化学反应，表现为自限性生长且异丙氧基配体保持完整；但后续循环呈现显著不同的化学行为——在第二、三循环全程均未检测到异丙氧基配体残留。首循环后持续暴露TTIP或异丙醇将引发无限制的化学气相沉积（CVD）型生长。与其他前驱体（异丙醇铝、叔丁醇钛和丙醇钛）及DFT计算对比表明：对于TTIP前驱体，孤立的TiO2位点会促使脱附的异丙醇发生脱水反应，生成的丙烯继而寡聚为六碳烯烃，最终聚合形成难以区分的碳产物并在表面累积。这种脱水化学反应的出现应完全源于这些孤立TiO2位点的作用，因此预计在可实现TiO2 ALD的其他表面同样会发生。本研究揭示了当反应产物能与新生表面位点发生多种副反应时，看似温和的ALD过程如何演变为CVD过程。

    关键词： 寡聚化、二氧化钛、表面增强拉曼光谱、四异丙醇钛、原子层沉积、脱水化学

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 非晶-晶态二维氧化物异质结构实现的忆阻行为

    摘要： 研究表明，在原子层沉积（ALD）技术制备的非晶-晶体二维氧化物异质结构中出现了忆阻行为——该结构通过在原子级薄的ZnO单晶纳米片上沉积数纳米厚的非晶Al2O3层合成?；诰溲蹩瘴坏嫉缤ǖ阑迫范似涞嫉缁恚篫nO纳米片为氧空位提供二维载体，而非晶Al2O3则促进氧空位的生成与稳定。高阻态导电机理符合泊松-弗伦克尔发射规律，低阻态则符合莫特-格尼定律。通过拟合曲线斜率估算低阻态迁移率约为2400 cm2 V?1 s?1，这是半导体氧化物中报道的最高值。当高温退火消除氧空位后，Al会掺杂进入ZnO纳米片且忆阻行为消失，进一步证实氧空位是产生忆阻效应的根源。这种二维异质界面为高性能忆阻器件的新设计提供了机遇。

    关键词： 氧化锌、二维异质结构、忆阻器、原子层沉积、氧空位

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 具有可控氧缺陷多价态和晶相的分层非化学计量比V<sub>7</sub>O<sub>16</sub>薄膜

    摘要： 层状非化学计量钒氧化物在能量转换、存储、化学催化、传感器及光电器件领域引发了强烈关注。如何控制层状金属氧化物中独特的原子层结构与氧依赖性多价态仍是关键挑战。本研究通过原子层沉积（ALD）与氧依赖性结晶相结合的方法，成功制备出具有可控多价态和晶相的层状非化学计量V7O16薄膜。该非化学计量组分与晶体微观结构由钒的氧化态及原始薄膜厚度在V7O16层状薄膜形成过程中共同主导。变温光学与电学行为表明，在78至475K温度范围内，层状V7O16薄膜未出现突变的电子结构和相变。我们认为层状V7O16中氧依赖性多价态与晶相特性，将为基于非化学计量钒氧化物的层状氧化物及电化学器件制备提供更多机遇。

    关键词： 原子层沉积、氧化钒、层状氧化物、V7O16、氧依赖性结晶

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 新型苯并二噻吩类低带隙聚合物太阳能电池的应用及采用原子层沉积封装技术的器件稳定性研究

    摘要： 通过溶剂蒸发技术合成了一种新型苯并二噻吩类共聚物。采用常规封装和原子层沉积（ALD）技术对聚[5-(5-(4,8-双(2-乙基己氧基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2-基)噻吩-2-基)-2,3-双(3,4-双(癸氧基)苯基)-8-(噻吩-2-基)喹喔啉]（P-TQTBDT）太阳能电池进行封装。通过核磁共振（NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）和循环伏安法（CV）对样品进行表征。为比较商用P3HT与我们新型聚合物太阳能电池的稳定性，同时对P3HT和P-TQTBDT太阳能电池开展稳定性研究。结果表明：在AM1.5G太阳光照射300小时内，采用ALD封装技术的P-TQTBDT电池稳定性从38%提升至72%，证实ALD是极具前景的聚合物太阳能电池封装技术。两种封装方式下，P-TQTBDT太阳能电池均比P3HT太阳能电池表现出约10%的更高稳定性。我们重点研究了ALD封装技术对提升聚合物太阳能电池稳定性的作用，旨在对比P-TQTBDT与P3HT太阳能电池。P-TQTBDT的稳定性结果表明该共聚物有望成为实现聚合物太阳能电池超高稳定性的理想材料。

    关键词： 原子层沉积、太阳能电池、稳定性测试、ISOS稳定性测试、苯并二噻吩、有机太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 原子层沉积辅助封装量子点发光微球用于显示应用

    摘要： 量子点（QDs）因其卓越的发光特性，在先进显示领域具有广阔应用前景。本研究报道了一种新型量子点封装方法，通过结合中间层二氧化硅的溶胶-凝胶法与外层氧化铝的流化床原子层沉积（ALD）技术，制备出超稳定的量子点@二氧化硅@氧化铝发光微球（QLuMiS）。量子点@二氧化硅表面丰富的羟基覆盖提供了充足的化学吸附位点，有利于ALD过程中氧化铝的沉积。同时，氧化铝层阻断了二氧化硅层中的水氧通道，有效?；ち孔拥忝馐芰踊?。实验表明，QLuMiS在2000 mW cm?2光功率密度下经历1000小时蓝光老化后，初始光转换效率仍保持86%，其稳定性显著优于QDs@Al2O3和QDs@SiO2样品。在此强蓝光辐照老化条件下，QLuMiS的外推寿命（L50）达4969小时，是QDs@SiO2的十倍，创下已知最佳纪录。最后，研究团队展示了基于QLuMiS的手机屏幕原型，其色域覆盖率达115% NTSC标准。

    关键词： 发光微球、量子点、原子层沉积、封装

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过原子层沉积法制备的等离激元氮化钛：一种低温合成途径

    摘要： 要将等离激元器件集成到工业中，必须开发可扩展且与CMOS兼容的等离激元材料。本工作报道了通过等离子体增强原子层沉积技术在c面蓝宝石上生长的具有高等离激元质量的氮化钛（TiN）。通过探究化学吸附时间、衬底温度和等离子体暴露时间对材料性能的影响，在低于500°C的温度下实现了低损耗、高金属性且等离激元频率低于500 nm的TiN。缩短化学吸附时间可缓解TS>375°C时的前驱体过早分解，而25秒的等离子体暴露时间则在降低杂质浓度与避免等离子体轰击导致的结构退化之间取得了平衡。在450°C衬底温度（与CMOS工艺兼容）、0.5秒化学吸附时间和25秒等离子体暴露条件下生长的85 nm厚TiN薄膜，展现出高达2.8的优异等离激元品质因数（jε0/ε00j）和31 μΩ·cm的电阻率。得益于质量提升，在TiN薄膜中制备的亚波长孔径显示出非凡的透射特性。

    关键词： 等离子体激元品质因数、CMOS兼容、低温工艺路线、原子层沉积、等离子体激元氮化钛

    更新于2025-09-23 15:19:57