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oe1(光电查) - 科学论文

15 条数据
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  • 《AIP会议录》[作者：SILICONPV 2018第八届晶体硅光伏国际会议——瑞士洛桑（2018年3月19-21日）] - 快速扩散杂质原子探针断层扫描及多晶硅吸杂效应研究

    摘要： 本文展示了一种针对多晶硅中单个缺陷（如晶界）进行多尺度表征的方法。分析技术涵盖从宏观尺度的平均体寿命表征，到通过光致发光解析空间复合，最终采用透射菊池衍射和原子探针断层扫描对晶界的晶体学特征及杂质分布进行纳米级分析。该方法可用于表征缺陷及其对吸杂、氢钝化等工艺的响应。本文以"红区高性能多晶硅锯切损伤吸杂"为测试案例：在铸态和吸杂样品中，均观察到铜与铬富集于具有复合活性的随机取向晶界；吸杂后铜富集量减少，而扩散较慢的铬含量增加，可能表明存在内吸杂现象；在无复合活性的Σ3晶界处，吸杂前仅检测到氧元素，未发现过渡金属。

    关键词： 多晶硅、晶界、吸杂、杂质、原子探针断层扫描

    更新于2025-11-21 11:20:48

  • RbF后沉积处理对高效(21.1%)Cu(In,Ga)Se2太阳能电池中异质结和晶界的影响

    摘要： 近年来，采用碱金属氟化物对黄铜矿基吸收层进行沉积后处理（PDT）已在薄膜太阳能器件中创造了纪录效率，最近使用氟化铷（RbF）PDT的Cu(In,Ga)Se2（CIGS）器件更是实现了22.6%的效率。然而，RbF-PDT对其界面和晶界（GB）性质变化的影响尚未完全阐明。本研究通过原子探针断层扫描（APT）与透射电子显微镜（TEM）联用技术，分析了效率超过21%的电池器件，揭示了晶界与界面化学性质变化如何促进高效能实现。在CIGS吸收层与溶液生长CdS缓冲层界面进行的APT研究表明：存在铟富集、铜贫化及微量铷痕迹。相比先前非PDT样品的研究数据，本工作发现晶界处铷含量更高（1.5原子%）、钠钾含量更低（<0.5原子%），表明钠钾被铷取代。但晶粒内部所有碱金属元素浓度均低于APT检测限。通过APT与TEM深度剖析发现：CIGS晶界处铷浓度呈梯度分布且朝向钼背接触层递增。此外，晶界处显著铜贫化现象可能增强其空穴势垒特性，从而改善载流子收集效率并提升器件整体性能。因此，从原子尺度理解RbF-PDT效应为CIGS吸收层及界面的进一步优化提供了新思路。

    关键词： 铜铟镓硒，薄膜太阳能电池，异质结，原子探针断层扫描，沉积后处理，透射电子显微镜

    更新于2025-11-21 11:20:48

  • 通过原子探针断层扫描技术对硅中嵌入的锡纳米晶体进行结构表征

    摘要： 通过原子探针断层扫描和0.76-1.07电子伏特发射能区的光致发光光谱研究了嵌入硅中的锡纳米晶体。这些纳米晶体是通过分子束外延制备，随后在不同温度下进行退火处理。其中一个在725摄氏度退火的特定样品显示出显著更高的光学活性。然而研究发现，这种特殊行为无法用原子探针断层扫描可检测的纳米晶体成分变化或溶解在周围硅基质中锡原子的性质差异来解释。

    关键词： Sn纳米晶体，光致发光，原子探针断层扫描

    更新于2025-11-21 11:20:42

  • 由磷和硼掺杂的富硅氧化物及氧氮化物生长的硅纳米晶体中自由载流子的缺失

    摘要： 通过等离子体增强化学气相沉积（PECVD）可制备嵌入氧化硅基体中的磷和硼掺杂硅纳米晶（Si NCs）。传统方法采用SiH4和N2O作为前驱气体，这会不可避免地引入约10原子%的氮元素，使基体成为氧氮化硅。另一种方案是使用SiH4和O2，从而获得完全无氮的氧化硅。本研究通过原子探针断层扫描（APT）、低温光致发光（PL）、瞬态透射（TT）和电流-电压（I-V）测量，对比研究了纯氧化硅与氧氮化硅中掺杂B和P的Si NCs特性。结果表明：尽管在某些构型下电场电离可能产生载流子，但直径≤5 nm的Si NCs中无论磷掺杂还是硼掺杂均未形成自由载流子。这种亚10纳米尺度下磷/硼原子存在却无自由载流子的现象，对传统杂质掺杂硅在未来技术节点的应用具有重要影响。

    关键词： 光致发光、硅纳米晶体、瞬态透射、掺杂、原子探针断层扫描

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 激光辅助原子探针断层扫描测量TiAlN薄膜成分时电场强度对精度的影响

    摘要： 绝对浓度的精确量化是原子探针断层扫描（APT）面临的主要挑战，因为场蒸发过程受测量参数显著影响。本研究系统考察了激光脉冲参数对激光辅助APT测量TiAlN薄膜精度的影响——该薄膜的定量数据已通过结合卢瑟福背散射谱和飞行时间弹性反冲检测分析的离子束分析法获得。我们根据所有系统变化的测量参数中Al2?/Al?电荷态比估算电场强度，随后将激光辅助APT测得的绝对浓度与离子束分析数据进行对比。当电场强度从约25-28 V/nm提升时，激光辅助APT测量的氮、铝、钛绝对浓度精度分别从11.4 at%改善至4.1 at%、8.8 at%至3.0 at%、2.8 at%至0.9 at%。数据表明激光辅助APT对TiAlN的测量精度由电场强度主导。结果显示：当激光脉冲能量为10 pJ时，电场强度达到约28 V/nm最大值时，离子束分析与APT之间的成分差异最小，这可通过增强电场强度促使中性碎片电离程度提高来合理解释。

    关键词： 精度、化学成分、原子探针断层扫描、TiAlN（氮化钛铝）、电场强度

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用二次离子质谱（SIMS）、原子探针断层扫描和飞秒激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法对Si<sub>1?X</sub>Ge<sub>X</sub>与Fe<sub>1?X</sub>Ni<sub>X</sub>二元合金进行定量分析的比较

    摘要： 由于其电学和物理特性，Si1?XGeX材料被广泛应用于微电子器件中。特别是Si1?XGeX化合物中的锗成分对提高载流子迁移率和改变金属氧化物半导体场效应晶体管的晶格常数具有重要意义。本研究采用磁扇形二次离子质谱（磁扇形SIMS）和飞行时间二次离子质谱（ToF-SIMS）测定二元合金样品中主要组分的准确浓度。然而，定量SIMS分析受基体效应限制，该效应会影响化合物中元素的溅射产额并改变二次电离产额。通过使用Cs团簇离子（MCs+和MCs2+）替代元素离子，减少了由基体效应引起的定量偏差；因此，将使用元素离子的SIMS结果与使用MCs+和MCs2+团簇离子的结果进行了比较。对于基体效应较Si1?XGeX合金更小的Fe1?XNiX合金，同时采用Cs初级离子束（Cs+）和氧初级离子束（O2+）测量Fe1?XNiX组分，并比较两种不同初级离子束的定量结果以理解电离过程。使用O2+束获得的定量值偏差低于使用Cs+初级离子的情况，表明采用氧作为初级离子可提高Fe1?XNiX化合物定量的准确性。其他可靠分析工具如原子探针断层扫描和飞秒激光剥蚀电感耦合等离子体质谱也用于定量分析，其结果与磁扇形SIMS和ToF-SIMS获得的最准确结果一致。

    关键词： Si1?XGeX（硅锗合金）、飞秒激光烧蚀电感耦合等离子体质谱法、原子探针断层扫描、二次离子质谱法、Fe1?XNiX（铁镍二元合金）、二元合金

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • NbTe2的晶体结构、电子和晶格动力学性质

    摘要： 层状结构材料因其准二维特性目前备受关注。研究其物理性质具有重要科学价值。二碲化铌具有单斜晶系层状结构，且碲原子平面存在畸变。这种结构复杂性阻碍了其基本物理性质的测定。本研究采用NbTe2晶体阐明了其结构、成分、电子及振动特性，并与基于密度泛函理论的模拟计算结果进行对比。通过原子探针断层扫描获得了纳米尺度的化学成分与元素分布。紫外光电子能谱首次测定了NbTe2的功函数（高达5.32 eV），其高功函数值与化学稳定性使其有望应用于光电子器件接触电极。采用488、633和785 nm三种激发激光线获取拉曼光谱，测得振动频率与密度泛函理论计算结果一致，并首次观测到理论预测的低频弱强度拉曼活性振动模式。通过计算获得了声子色散曲线、电子能带结构及其对应态密度。该材料的电学特性以及费米能级附近存在的类赝能隙，均表明其具有半金属特性。

    关键词： 电子能带结构、紫外光电子能谱、密度泛函理论、原子探针断层扫描、二碲化铌、层状结构材料、拉曼光谱、态密度、半金属

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 原子探针断层扫描技术在激光增材制造样品复杂微观结构中的应用

    摘要： 增材制造（AM）技术已在从生物医学到航空航天等多个工业领域获得日益广泛的关注。该技术不仅用于原型制作，还应用于模具制造及最终零部件生产。这种计算机控制的逐层堆叠工艺提供了更大的设计自由度，几乎能够制造任何形状的部件。其额外优势包括潜在的资源效率提升、产品定制化程度提高以及轻量化设计。两种主流的金属激光增材制造（LAM）技术是激光粉末床熔融（LPBF）和激光金属沉积（LMD）。在LPBF工艺中，聚焦激光束扫描填充金属粉末的粉床，局部熔化并融合粉末以制造全致密金属部件，随后铺展新粉层并再次进行激光扫描。LMD则是基于喷嘴的增材制造工艺，通过聚焦激光束在构建表面形成熔池，再经喷嘴向熔池注入金属粉末，通过喷嘴/激光组件逐道次、逐层向前移动来构建三维部件。 LAM制造的金属材料具有独特的热历史：材料最初在熔池中从液态快速冷却，随后在LAM过程中因相邻轨迹及后续层沉积而经历循环再加热（即所谓本征热处理IHT）。这种热历史导致的后果极为复杂，有时会形成从纳米到毫米尺度存在不均匀性的层级微观结构。要全面理解和表征这些微观结构极具挑战性，需要综合运用从光学显微镜（LOM）到电子显微镜直至原子探针断层扫描（APT）等覆盖相似尺度范围的技术手段。本文通过实例展示APT如何提供复杂微观结构的关键信息，以深入理解不同金属合金中的本征热处理、快速凝固及相分离现象，具体包括钢、铝/镍基高温合金以及高熵合金（HEA）的案例分析。

    关键词： 激光增材制造，增材制造，相分离，微观结构，原子探针断层扫描，快速凝固，本征热处理

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过关联原子探针断层扫描与离轴电子全息术对GaN中Mg掺杂分布及电活性的三维测量

    摘要： 通过关联原子探针断层扫描（APT）和离轴电子全息术，研究了金属有机化学气相沉积法生长的氮化镓（GaN）中p型掺杂剂（镁）的分布与电学活性。APT结果显示高镁浓度会促进富镁团簇形成，这与锥形反型畴（PID）的产生相关。APT提供的团簇外直接掺杂浓度测量表明，当镁浓度超过7×101? cm?3时p型电学活性出现饱和。离轴电子全息术获得的静电势分布图证实：尽管APT检测到高密度富镁团簇存在，但最高载流子浓度仍出现在掺杂浓度为2×102? cm?3的区域。这些技术的关联分析表明，PID并非导致静电势降低的主要原因。

    关键词： 镁掺杂、氮化镓、原子探针断层扫描、电活性、离轴电子全息术

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过纳米尺度和定量分析阐明了柔性聚酰亚胺上CIGS太阳能电池中外来碱掺杂的机制

    摘要： 本研究采用低温三步共蒸发工艺，在聚酰亚胺(PI)衬底上制备了铜铟镓硒(CIGS)太阳能电池。为提升器件性能，通过原位后沉积处理(PDT)对CIGS薄膜进行碱金属(钠和钾)掺杂。为阐明柔性聚酰亚胺基底上CIGS太阳能电池中外源碱金属的掺入机制，采用多种先进表征技术定量分析了薄膜体相(晶粒内部与晶界)的碱金属掺杂浓度及表面化学/能带结构。此外，重点研究了PDT处理顺序对器件性能的影响，特别是CIGS表面特性。通过精确控制碱金属在CIGS吸收层中的掺入量，最终获得了效率约19%的轻质柔性CIGS薄膜太阳能电池。

    关键词： 柔性，铜铟镓硒，原子探针断层扫描，太阳能电池，聚酰亚胺

    更新于2025-09-19 17:13:59