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解开地形对近场扫描微波显微镜图像的贡献
摘要： 我们开发了经验模型，用于预测样本中地形变化对近场扫描探针微波显微镜（NSMM）图像的贡献。特别地，我们聚焦于钙钛矿光伏薄膜材料和氮化镓纳米线的|S11|图像。通过对比实测NSMM图像与预测结果的差异，可估算材料特性变化对测量图像的贡献。预测模型参数既可从几乎无材料特性变化的参考样本确定，也可直接从目标样本获取。采用稳健线性回归法确定预测模型参数，以最小化材料特性变化对结果的影响。当参数基于参考样本确定时，需对预测结果进行仪器漂移效应校正。我们的统计方法完全基于经验，因此可补充当前常过于简化的物理模型方法。
关键词： 近场扫描探针微波显微镜、信号提取、氮化镓纳米线、统计方法、钙钛矿材料、原子力显微镜
更新于2025-09-23 15:23:52
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在Si(111)衬底上生长的水平GaN纳米线：催化剂迁移与融合的影响
摘要： 我们通过表面导向的气-液-固（SVLS）生长法，在硅(111)衬底上实现了水平生长的氮化镓纳米线（NWs）。系统研究了金/镍催化剂迁移与团聚对纳米线生长的影响。通过催化剂迁移自发形成了二维根状分支纳米线结构。此外，还观测到催化剂颗粒嵌入水平纳米线的新型现象，并将其归因于催化剂团聚导致的生长稳态破坏。透射电子显微镜（TEM）、光致发光（PL）和阴极荧光（CL）测试表明，这些水平纳米线具有单晶结构及优良的光学特性。本研究为水平纳米线生长机制提供了新见解，将有助于推动高集成度硅基III-V族纳米器件的发展。
关键词： 氮化镓纳米线、硅衬底、合并、催化剂迁移、自催化气-液-固生长法
更新于2025-09-23 15:21:21
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F4-TCNQ在无机基底和纳米结构上的生长机制
摘要： 有机半导体四氟四氰基醌二甲烷（F4-TCNQ）是掺杂有机半导体、二维材料及无机化合物（如氧化锌）的理想候选材料，同时能有效增强有机电子器件接触界面的载流子注入能力。为评估其作为功能化材料或器件中电活性组分的适用性，我们系统研究了F4-TCNQ在不同无机基底上超过首层单分子膜后的生长模式——这些基底具有广泛的物理、化学及形貌表面特性差异。所用材料包括硅、碳化硅、硅基石墨烯、蓝宝石、纳米晶金刚石，以及氮化镓（GaN）薄膜和纳米线阵列。虽然表面终止状态会影响所有被研究基底上形成的F4-TCNQ岛状结构的形貌，但未观察到生长模式与基底掺杂类型及浓度存在显著关联。研究发现GaN纳米线会作为F4-TCNQ岛的成核位点，并被数层F4-TCNQ覆盖形成闭合同轴壳层。结论表明：F4-TCNQ通过包含不同尺寸/形状单分子膜与岛状结构的Stranski-Krastanov生长模式成核。本研究成果为将F4-TCNQ作为纳米线应用的功能化材料提供了基础生长依据。
关键词： 氮化镓纳米线、表面功能化、生长模式、有机半导体、有机电子学、表面掺杂、F4-TCNQ
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于光伏应用的混合P3HT:PCBM/GaN纳米线/Si级联异质结
摘要： 聚(3-己基噻吩)(P3HT)和苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)是制备有机光伏器件(OPV)的常用材料。通过将无机纳米结构引入有机混合物中，可以突破OPV的效率限制。此外，将有机太阳能电池与成熟的硅光伏技术集成是最终目标。本研究采用分子束外延技术生长了直径25-50纳米、长度分别为200和500纳米的GaN纳米线，以单晶硅片作为纳米线生长的衬底。将GaN纳米结构引入P3HT:PCBM光活性层以促进P3HT:PCBM与硅之间的电荷转移。对比了含纳米线与不含纳米线的样品，结果显示纳米线的加入显著提升了光伏性能：开路电压提高72%，短路电流密度提升200%，串联电阻降低至1/50，光电转换效率提升20.7倍。光电流光谱在GaN吸收边附近出现额外峰值，对应于该区域产生的载流子；外量子效率在GaN吸收边附近也呈现峰值，表明通过形成的P3HT/GaN/Si级联异质结构成了电荷传输通道。研究提出了上述性能提升的作用机制。
关键词： 分子束外延、能量转换、P3HT、太阳能电池、PCBM、氮化镓纳米线
更新于2025-09-23 15:21:01
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在位控极性AlN/Si模板上无掩模MOVPE生长阵列化n型GaN纳米线
摘要： 我们提出一种通过位点与极性可控的金属有机气相外延法，在n-Si(111)/AlN模板上制备Ga极性n-GaN纳米线的新方法。研究开发了三阶段工艺流程：(i)形成尺寸均匀的Ga极性GaN岛状结构，(ii)调整生长方向至垂直取向，最终(iii)实现连续纳米线外延生长。通过最小化寄生形核并调节吸附原子扩散长度与纳米压印图案的匹配度，获得均匀岛状结构。研究了载气组分对极性的影响，发现主要采用氮气载气可实现纯Ga极性。提高Si/Ga比例虽能增强垂直生长，但会减少纳米线数量。通过高度依赖的V/III比调节实现了100%生长率。研究结果得到定性模型支持，该模型阐明了如何通过权衡原位SiNx钝化与局部GaN生长来抑制多足状、寄生及非均匀结晶现象。
关键词： 氮化镓纳米线、金属有机气相外延、位点可控、硅模板、极性可控
更新于2025-09-12 10:27:22
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表征单根n-i-n-n<sup>+</sup>:GaN纳米线的电击穿特性
摘要： 通过扫描电子显微镜（SEM）内的原位纳米探针技术，研究了单根n-i-n-n?氮化镓（GaN）纳米线（NWs）的电输运特性和击穿行为。通过提高纳米线顶部n?-GaN段的硅掺杂浓度，纳米探针接触电阻显著降低。实验定量测定了纳米线击穿参数（即击穿电压、功率和电流密度）与n?-GaN硅掺杂浓度及纳米线直径的依赖关系，并通过纳米线的局部热分解机制进行了解释。得益于低纳米线-纳米探针接触电阻，实现了4.65 MA/cm2的击穿电流密度和96.84 mW的击穿功率，均为目前报道的GaN纳米线测量结果中的最高值。
关键词： 硅掺杂、电击穿、氮化镓纳米线、热分解、纳米探针
更新于2025-09-10 09:29:36