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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 碳化硅薄膜的选择性区域激光辅助掺杂与蓝光电致发光

    摘要： 采用激光辅助掺杂结合退火技术，在800°C温度下通过脉冲激光沉积于硅基片生长的SiC薄膜选定区域形成p-n结。该工艺分别在氯化铝溶液和磷酸溶液中制备出p-SiC/n-Si与n-SiC/p-Si异质结构。进一步在沉积后的SiC薄膜上实现了共面p-n结的并排构建。双探针法测得的I-V特性呈现典型p-n二极管特性。正向偏置条件下观察到SiC薄膜p-n结的蓝光（400nm）电致发光现象。此外，采用绿/蓝光照射p-n型SiC薄膜时，其I-V反向特性获得显著改善。

    关键词： 脉冲激光沉积、激光辅助掺杂、碳化硅薄膜、电致发光、碳化硅、选择性区域掺杂

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 与薄膜生长和加工相关长度尺度下的激光等离子体：模拟与实验

    摘要： 在脉冲激光沉积过程中，薄膜生长由激光产生的等离子体介导，其特性对控制薄膜微观结构至关重要。二维材料的出现重新激发了人们利用这种烧蚀等离子体来调控原子级薄体系生长与加工的兴趣。为此，需要定量掌握参与材料过程的等离子体组分的密度、电荷态和动能。本研究针对距离烧蚀靶材数厘米的激光诱导等离子体展开（该尺度与材料生长改性的实际长度相符），通过采用自适应笛卡尔网格求解器快速实现了激光烧蚀/等离子体膨胀模型。将氪氟准分子激光烧蚀铜的模拟结果与朗缪尔探针及光学发射光谱测量数据进行对比，发现等离子体屏蔽阈值、组分电离态及离子动能的模拟预测与实验数据高度吻合。当激光能量密度为1-4 J/cm2时，羽流主要由中性铜原子(Cu?)构成，膨胀前沿仅含少量铜离子(Cu?)和电子；而更高能量密度(如7 J/cm2)会产生富铜离子等离子体，其完全电离的前沿区域以二价铜离子(Cu2?)为主导。两种工况下模拟均显示存在低密度高温等离子体膨胀前沿，该高电离度区域可能对二维材料的掺杂、退火及动力学驱动相变具有重要作用。

    关键词： 脉冲激光沉积、等离子体诊断、二维材料的等离子体处理、激光等离子体模拟、二维材料、激光烧蚀、等离子体辅助加工

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • K-Na-Nb-O体系中的四方钨青铜相薄膜：脉冲激光沉积及结构与介电特性表征

    摘要： 已确定脉冲激光沉积参数，用于在(K,Na)-Nb-O体系（KNN）中合成纯四方钨青铜（TTB）相薄膜。鉴于碱金属元素的高挥发性，研究发现靶材成分及靶-基距至关重要。通过X射线和电子衍射确认了TTB相的存在，其表面主要由纳米棒构成的微观结构证实了该相的典型特征。在C面蓝宝石和(111)Pt/TiO2/SiO2/(001)Si基底上均获得了多取向纳米棒，而在(100)和(110)SrTiO3基底上则生长出沿(hk0)晶面取向的水平纳米棒。所有纳米棒在(110)SrTiO3上平行排列，在(100)SrTiO3上则呈现两个互成90°的平面内取向。分别在镀铂硅片和蓝宝石基底沉积的薄膜上，测量了低频（1kHz-1MHz）和高频（1GHz-40GHz）的介电特性（介电常数εr和损耗角正切tanδ）。平行板电容器构型测得1kHz时εr=200（tanδ=0.015），而印刷在C面蓝宝石生长KNN TTB薄膜上的传输线显示10GHz时εr=130（tanδ=0.20）。在77-873K温度范围内对TTB薄膜进行拉曼研究，证实了TTB相形成且无结构转变。压电力显微镜检测到压电信号但未实现极化反转。由于直流电压下高漏电流的干扰，介电测量未能提供未掺杂KNN TTB薄膜铁电性的证据；而其他铌酸盐（A,A'）0.6Nb10O30（A=K,Na；A'=Sr,Ba,Ca）的研究则显示出156°C至560°C的居里温度，分隔了顺电相（空间群P4/mbm No.127）与铁电相（空间群P4bm No.100）。

    关键词： 四方钨青铜，纳米棒，介电特性表征，K-Na-Nb-O体系，脉冲激光沉积

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 外磁场对脉冲激光沉积制备类金刚石碳膜微观结构的影响

    摘要： 该DLC薄膜是在外加磁场中通过脉冲激光沉积法制备的，研究人员对其光学特性、表面形貌及原子键合情况进行了研究。碳离子在磁场中的模拟飞行轨迹显示，大量碳离子受洛伦兹力约束，溅射到基底上形成DLC薄膜。对比有无外加磁场条件下制备的DLC薄膜微观结构发现，外磁场改变了激光等离子体的膨胀形态，并限制了带电粒子在基底表面的扩散，从而提高了薄膜中sp3键的含量。

    关键词： 脉冲激光沉积，类金刚石碳膜，外磁场，光学性能，原子键

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于ZnO/NiO/Si异质结构、采用脉冲激光沉积法制备的磁双极晶体管

    摘要： 氧化物半导体是下一代电子器件的有前途候选材料。本工作采用脉冲激光沉积技术在n型硅片上生长p-NiO和n-ZnO薄膜，并在670℃氧气环境下进行原位退火，制备了磁性双极晶体管。通过X射线衍射和拉曼光谱对这些薄膜进行结构表征，利用振动样品磁强计(VSM)研究其磁性能。采用共发射极配置直流偏置测试所制晶体管的I-V特性，通过传统晶体管输出特性确定结参数（如理想因子、串联电阻）及晶体管参数（如q点）。由于NiO中镍或氧空位的存在导致自旋极化双极输运，二极管和晶体管在外加磁场作用下电流增大。因此这些器件的电流放大可通过自旋控制，使其在自旋电子学应用中具有吸引力。

    关键词： 氧化物半导体、脉冲激光沉积、自旋电子学应用、磁双极晶体管

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 纯NiO及NiO:Ag薄膜的脉冲激光沉积电学特性

    摘要： 将介绍在玻璃基板上以不同掺杂浓度（1wt%、2wt%、3wt%和4wt%）于室温沉积并在450°C退火温度下处理的纯NiO及NiO:Ag薄膜的电学特性。通过X射线衍射研究了样品的结构特性，并利用扫描电镜观察了沉积样品的表面形貌?；舳вΣ馐越峁砻魉斜∧ぞ蕄型导电。随着退火温度升高和掺杂比例增加，霍尔迁移率降低，而载流子浓度与电导率均升高，由此可判定其半导体行为；同时根据直流电导率随掺杂浓度增加而下降的激活能变化，可推知载流子的输运机制。

    关键词： 霍尔效应、电导率、NiO:Ag薄膜、脉冲激光沉积

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 脉冲激光沉积法制备的YAG:Ce,R（R：Gd3?、Pr3?、Gd3?和Pr3?）透明荧光薄膜的光谱光致发光特性

    摘要： 为克服商用白光发光二极管（WLED）红光成分不足和热稳定性差的缺陷，采用脉冲激光沉积（PLD）法制备了YAG:Ce,R（R:Gd3?和Pr3?）荧光薄膜。研究了共掺杂YAG荧光薄膜的成分与微观结构、光致发光特性及红光增强机制，以及相应WLED的电致发光行为。结果表明：Pr3?掺杂使Ce3?发射光谱能量发生迁移，在红光区出现606 nm发射峰；Gd3?掺杂使Ce3?发射光谱向红光区偏移，其主峰位置从523 nm红移至548 nm。YAG:Ce,Pr,Gd荧光薄膜不仅实现了红光成分增强与红移，还将能量传输效率从33.3%提升至51.9%。色坐标分析显示，Gd3?与Pr3?共掺杂使发光更趋近红光区，降低了色温并使色调转为暖色。因此，三掺杂透明荧光薄膜在WLED应用中具有前景。

    关键词： 光致发光特性、透明薄膜、脉冲激光沉积、YAG:Ce、三掺杂YAG

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过脉冲激光沉积原位形成具有优异锂存储性能的三元金属氟化物薄膜

    摘要： 在锂离子电池领域，基于转化反应的金属氟化物正极因其优异的理论容量和高压特性而备受关注。然而，二元金属氟化物的应用受到不可逆性和大电压滞后的严重阻碍。三元金属氟化物（如AgCuF3和CuxFe1-xF2）的引入为解决这些缺陷带来了希望。为深入理解三元金属氟化物正极中转化反应的基本机制，本研究通过脉冲激光沉积法成功原位制备了Cu-Fe-F（CFF）薄膜，并探讨了其物理化学性质与电化学性能。这种CFF固溶相展现出卓越的循环稳定性（在285 mA g?1电流密度下循环100次后容量保持率达82%）和更高的能量效率（71.8%），这可归因于非原位XPS、高分辨透射电镜及选区电子衍射揭示的脱锂过程后发生的可逆结构重排。

    关键词： 薄膜，三元金属氟化物，锂离子电池，脉冲激光沉积

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 高性能垂直排列KNN纳米线阵列的铁电性能与相变（采用脉冲激光沉积法制备）

    摘要： 采用脉冲激光沉积法（PLD）在Pt/TiO?/SiO?/Si衬底上合成了K?.?Na?.?NbO?（KNN）压电纳米线阵列。通过采用与先前报道不同的两种沉积条件，成功制备了这些阵列。X射线衍射分析确认其具有正交晶系结构并存在少量次相。压电力显微镜测试证实了铁电性与压电性，显示该纳米线阵列的有效压电系数d??eff分别达到94.6 pm/V和133.6 pm/V，高于既往报道数值。利用脉冲激光光声技术分析相变温度，显示在约170°C发生O-T相变，在约360°C发生T-C相变，均低于块体陶瓷的相应温度。此外还检测到微量次生铁电相（K?Nb?O??）的存在。

    关键词： 相变、KNN纳米线阵列、铁电性能、脉冲激光沉积、压电系数

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 晶界限制了脉冲激光沉积α-SnWO?薄膜光吸收体中的载流子传输

    摘要： 近期，α-SnWO4因其接近最佳的约1.9电子伏特带隙及相对于可逆氢电极约0伏特的早期光电流起始电位，作为光电化学水分解串联器件中顶部吸光材料的潜力备受关注。然而金属氧化物半导体普遍存在的载流子扩散长度与光穿透深度不匹配问题，目前阻碍了其实现高光电转换效率。本研究通过阐明α-SnWO4薄膜的脉冲激光沉积工艺与退火处理来优化其载流子传输特性。时域微波反射电导率(TRMC)测量表明，高温处理能使α-SnWO4的光电导率提升超过一个数量级。时域太赫兹光谱(TRTS)的补充分析显示，这种改善源于热处理薄膜晶粒尺寸的增大。此外，TRTS揭示α-SnWO4中电子-空穴载流子迁移率高达0.13平方厘米每伏特每秒，该数值与迄今性能最优的金属氧化物光阳极材料BiVO4相当。这些发现表明α-SnWO4光阳极的性能具有显著提升潜力。

    关键词： α-SnWO4、金属氧化物光电极、晶界、载流子动力学、脉冲激光沉积

    更新于2025-09-23 15:19:57