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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 声学会议录[美国声学学会第172届会议 - 美国夏威夷州檀香山（2016年11月28日 - 12月2日）] - 声子晶体周期性极化铌酸锂中的点缺陷分布

    摘要： 在ZX切向周期性极化铌酸锂（PPLN）晶片的相邻畴区沿线上研究了点缺陷的浓度分布。PPLN是一种铁电声子晶体（FPC），其畴壁处会发生极化反转。在室温条件下，沿平行于x轴的畴结构方向记录了光致发光（PL）光谱。这些PL光谱揭示了PPLN中缺陷的非均匀分布特征。值得注意的是，在某些畴壁位置正上方出现了PL强度的尖锐极值点。与单晶铌酸锂相比，PPLN的PL强度相对平均值的离散程度更高。这些发现可能为铁电声子晶体提供一种新型无损表征方法。

    关键词： 光致发光、声子周期性极化铌酸锂、点缺陷、铁电声子晶体

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 本征缺陷对电导率的限制及克服Sb?S?基太阳能电池效率瓶颈的两步p型掺杂策略

    摘要： 自2014年实现7.5%的最高效率[《先进功能材料》24卷3587页]以来，基于Sb2S3的太阳能电池光伏效率提升已停滞五年。一个重要瓶颈在于Sb2S3的高电阻率。我们的第一性原理计算表明，这种高电阻率源于本征施主缺陷VS与具有相当高浓度（低形成能）的受主缺陷VSb、SbS、SSb之间的补偿效应。该补偿效应也限制了通过直接外源掺杂提升导电性的可能。对氧掺杂的进一步计算显示，OS具有低形成能，因此主导性本征施主VS可被氧钝化，从而突破VS造成的p型掺杂限制。同时，在富硫条件下其他限制p型导电及作为复合中心的施主缺陷能被抑制，这解释了为何在硫化处理后氧掺杂Sb2S3实现了最高效率。鉴于氧掺杂与硫化处理的意外增效作用，我们提出两步掺杂策略以突破效率瓶颈：(i)利用氧钝化VS并通过富硫条件抑制其他有害缺陷，使p型掺杂可行并延长少数载流子寿命；(ii)引入其他p型掺杂剂以提高空穴载流子浓度。

    关键词： 第一性原理，光伏，O掺杂，Sb2S3太阳能电池，点缺陷

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 等离子体晶体中点缺陷态的出现

    摘要： 众所周知，等离子体晶体具有包含带隙的能带结构，能够实现对表面等离子体传播与限制的调控?？樘寰宓哪艽⒐叵低ǔＭü冻」庋Ъ际醯亩糠直婀馄追ú饬浚逯幸氲娜毕萜裨蛑饕捎媒〕上窦际踅醒芯?。特别是等离子体带隙中引入的缺陷相关能级尚未通过实验观测到。为研究此类局域模式，我们对由金属薄膜上凸起排列成三角晶格的扁平圆柱体构成的等离子体晶体中的点缺陷进行了电子能量损失谱(EELS)测试。观测发现该缺陷模式的能级位于完整带隙能量范围内，这一结果通过对该等离子体晶体带隙进行的动量分辨EELS测量得到验证。此外，我们通过从扁平圆柱体凸起围栏结构出发，逐步添加外层圆柱体直至最终形成包含单一点缺陷的等离子体带隙晶体的方式，从实验和理论两方面研究了缺陷态的形成过程。研究表明，仅由两层结构构成的晶体就已形成类缺陷态。

    关键词： 点缺陷、带隙、等离子体晶体、动量分辨光谱学、电子能量损失谱

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [2019年IEEE光子学会议(IPC) - 美国德克萨斯州圣安东尼奥(2019.9.29-2019.10.3)] 2019年IEEE光子学会议(IPC) - 金属有机气相外延生长的GaN纳米线核与GaInN/GaN多量子壳的晶体生长及光学特性

    摘要： 通过优化的生长条件，采用连续流动模式金属有机化学气相沉积（MOVPE）均匀生长了n型氮化镓纳米线及GaN/InGaN多量子壳层（MQS）。虽然成功生长出无扩展缺陷的晶体，但MQS中可能含有作为非辐射复合中心的点缺陷。研究发现，AlGaN下层壳能有效捕获点缺陷，从而改善MQS的光学性能。

    关键词： 氮化铝镓，光学特性，点缺陷，多量子壳层，纳米线

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于第一性原理计算的砷化硼点缺陷与掺杂：施主补偿与掺杂不对称性

    摘要： 我们采用杂化密度泛函理论计算，确定了BAs中本征点缺陷、常见杂质及浅掺杂剂的形成能与热力学电荷转移能级。研究发现，AsB反位缺陷、硼相关缺陷（如VB、BAs及Bi-VB复合体）以及反位缺陷对是主要的本征缺陷。由于VB和BAs具有受主特性，本征BAs预计呈现p型导电性。在所研究的常见杂质中，C替代缺陷和H间隙原子具有较低的形成能，可能贡献自由空穴。值得注意的是，间隙氢在中性电荷态下也表现出稳定性。BeB、SiAs和GeAs被预测为优秀的浅受主，其电离能极低（<0.03 eV），且几乎不受本文考虑的其他点缺陷补偿影响。另一方面，SeAs、TeAs、SiB和GeB等施主具有较大电离能（≈0.15 eV），易被BAs、VB等本征缺陷及CAs、Hi、HB钝化?？昭ㄓ氲缱硬粼拥牟欢猿菩栽从诘即蚺鸸斓捞匦缘贾碌闹赜行е柿?，以及补偿施主的硼相关本征缺陷。

    关键词： 掺杂剂、施主补偿、掺杂不对称性、第一性原理计算、砷化硼、点缺陷

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 电子诱导的金红石TiO?表面纳米级工程

    摘要： 利用扫描隧道显微镜针尖脉冲和电子束辐照研究了金红石TiO?(110)表面的电子激发改性。在"初始制备"表面上施加针尖脉冲会引发局部表面重构，并在重构区域周围去除表面羟基。通过使用电子枪的散焦束和针尖脉冲，成功制备了多种缺氧表面。所有针尖脉冲特征均呈现椭圆形轮廓，这可归因于TiO?(110)表面的各向异性导电性。我们发现了一种具有有序缺陷"纳米裂纹"的新型缺氧相，该相可通过电子束辐照或低温闪退火（约570K）产生。将此类表面退火至中等温度（约850K）会形成1×1与1×2混合表面结构——此前仅能通过氧气中退火或反复溅射/退火循环老化实现。加热至常规制备温度（1000K）则可重建洁净有序的1×1表面终端。本研究表明：电子诱导过程具有可控且可逆地调控TiO?(110)表面氧成分与结构的能力，为选择性表面图案化和表面反应性改性提供了新途径。

    关键词： 电子束、扫描隧道显微镜（STM）、重构、表面结构、针尖脉冲、二氧化钛（TiO2）、点缺陷

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 点缺陷对GaN/ZnO异质结极性界面电子和磁性能的影响

    摘要： 氮化镓/氧化锌（GaN/ZnO）异质结作为磁性材料的应用潜力长期被忽视，因其磁学特性鲜少被研究。本研究系统计算了GaN/ZnO异质结界面的磁学性质，并分析了电极化强度对自旋电子的影响。结果表明：该异质结界面呈现半导体特性，其磁性主要受两个因素影响：其一为阳离子空位诱导产生的未配对p态电子数量，界面磁性源自这些p态电子的自旋极化；其二为界面处的电极化强度——当电极化强度过低时，未配对p电子无法发生自旋极化产生净磁矩；随着电极化强度增加，p态电子自旋极化程度增强；但过高的电极化强度会导致部分p态电子自旋方向反转，使异质结界面发生铁磁-亚铁磁-反铁磁转变。因此，通过调控电极化强度可实现对GaN/ZnO异质结界面磁性的控制。

    关键词： 第一性原理、磁性、点缺陷、GaN/ZnO异质结

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 银掺杂和点缺陷对氧化锌磁性的影响

    摘要： 在ZnO中同时存在银掺杂与点缺陷时，其磁源及磁机制常引发争议。为解决这些问题，我们采用密度泛函理论的第一性原理广义梯度近似+U（GGA+U）方法，通过几何优化和能量计算研究了银掺杂、锌空位或氧空位对ZnO磁性的影响。结果表明：银掺杂与锌空位共存的ZnO体系可实现室温铁磁性，该体系具有极高自旋极化率，有利于作为稀磁半导体中的自旋电子注入源。研究还发现Zn14AgO16的磁性源于氧2p轨道、银4d轨道、银5s轨道与锌4s轨道间的电子杂化耦合效应——这种效应产生于银掺杂与锌空位形成复合体后产生的空穴载流子。就基态最稳定结构而言：所有银取代锌与氧空位共存的掺杂体系，以及银取代锌、间隙银与氧空位共存的掺杂体系均无磁性，故不适用于稀磁半导体；而间隙银与锌空位共存的掺杂体系虽具弱磁性，同样不适用。

    关键词： 点缺陷、银掺杂、氧化锌、磁性、第一性原理、空位

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 掺杂In/Ga的GaSb/InSb晶体的InSb热电性能增强研究

    摘要： 分别对GaSb/InSb晶体进行In/Ga元素掺杂并研究其热电性能。这些晶体具有立方闪锌矿结构且晶格参数发生变化。当In掺杂GaSb时，三种元素（In、Ga和Sb）之间均发生电荷转移；而Ga掺杂InSb晶体中，电荷转移仅发生在Ga与Sb元素之间。In/Ga掺杂的GaSb/InSb晶体分别呈现简并与非简并电学特性。所有样品中均存在声子振动的光学模，且横模占主导地位。由于功率因子较低且热导率较高，In掺杂GaSb晶体的热电优值（ZT）较低。Ga掺杂（1×1021/cm3）InSb晶体在573K时获得最高功率因子（59.5μW/cmK2）和ZT值（0.56），该573K下的ZT 0.56是目前InSb晶体报道中的最高值。

    关键词： D. 点缺陷，B. 热电性能，A. 金属间化合物，C. 晶体生长，G. 热电发电

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 利用第一性原理计算预测半导体的基本性质与材料探索

    摘要： 在当前资源环境问题和能源形势的背景下，人们不仅追求卓越功能，更需要由地球丰富元素构成、成本低廉且环境友好性高的新型材料。要发现能升华为有益社会的"材料"的新物质，制定精准的设计与探索方针的重要性不言而喻。接下来的关键挑战在于：如何覆盖广阔的探索空间，以及如何从中筛选出有前景的物质。近年来，随着计算科学的进步和超级计算机运算能力的提升，通过第一性原理计算等计算科学方法，已能高精度且全面地预测物质的稳定性和特性。结合数据科学技术，乃至组合合成与评估等方法，全球正积极推动加速新物质/新材料的开发，同时尝试从海量数据分析中获取设计与探索方针——这正是所谓"材料信息学"的研究路径。

    关键词： 表面、点缺陷、界面、材料探索、半导体、第一性原理计算

    更新于2025-09-09 09:28:46