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晶体铁酞菁的简易合成与表征
摘要: 采用1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯为催化剂,通过溶剂热法成功合成了铁酞菁(FePc)。分别利用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见吸收光谱仪以及场发射扫描电子显微镜(配备能谱仪)系统表征了FePc粉末的晶体结构和形貌。观察到纯β相FePc且产率高达80%。其微观结构呈棒状形态,长度范围为200-600微米,宽度为5-20微米。该FePc材料在微电子器件领域具有潜在应用价值。
关键词: 半导体,晶体生长,电子材料
更新于2025-09-09 09:28:46
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通过滴落-光化学沉积法制备的掺铜半导体AlO<sub>x</sub>薄膜
摘要: 通过滴加光化学沉积法,使用含有Al(NO3)3、Cu(NO3)2和Na2S2O3的水溶液制备了掺铜氧化铝(AlOx)薄膜。沉积后,薄膜在400oC下退火60分钟。光电化学测量显示掺铜AlOx薄膜呈现p型光响应。此外,在绝缘基底上未检测到非掺杂AlOx的显著导电性,而掺铜薄膜则表现出明显的电导(电阻率约为108 Ωcm量级)。非掺杂AlOx与掺铜AlOx之间的结区显示出整流特性,因此被认为形成了p-n结。由此证明,通过铜掺杂可调控氧化铝的电导率及导电类型。
关键词: p-n结,光化学沉积,半导体,铜掺杂,氧化铝
更新于2025-09-09 09:28:46
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硫化镉纳米颗粒对L-3,4-二羟基苯丙氨酸氧化的儿茶酚氧化酶模拟活性
摘要: 在本研究中,我们采用胶体硫化镉纳米颗粒(CdS NPs)作为光催化剂,探究了L-3,4-二羟基苯丙氨酸(L-Dopa)的氧化反应。通过紫外-可见吸收光谱、透射电子显微镜(TEM)和粉末X射线衍射(XRD)对CdS NPs进行了合成与表征。结果表明,所制备的CdS NPs具有类儿茶酚氧化酶活性。据我们所知,这是首次报道利用半导体纳米颗粒实现L-Dopa氧化。采用米氏方程进行动力学分析,结果显示在200 W汞氙弧光灯照射30分钟内,CdS NPs即可完成L-Dopa氧化。通过高效液相色谱(HPLC)鉴定了氧化产物,该分析在反相C18柱上采用等度洗脱(流动相为甲醇/水=10/90)进行,产物的保留时间与多巴色素一致。机理研究表明羟基自由基(?OH)参与了L-Dopa的光催化氧化过程。
关键词: CdS纳米粒子,半导体,辐照,光催化,儿茶酚氧化酶
更新于2025-09-09 09:28:46
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在碳化硅晶体表面观测到的掺氧单光子源
摘要: 最近已证实,在经氧气退火的碳化硅半导体(表面单光子源)中可形成能在室温下发射单光子的高亮度单光子源(SPSs)。然而,表面单光子源的缺陷结构尚不明确,这给器件制备和性能控制带来困难。为验证氧元素在表面单光子源中的掺入情况,我们采用稳定的18O同位素作为氧化剂制备了单光子源。通过与自然氧退火情况对比发现:18O样品的单光子发射光谱倾向于具有更短的峰值波长、稍窄的峰值宽度和更高的强度。由此可见,在18O样品中,声子边带更靠近零声子线,且氧元素被掺入了与表面单光子源相关的缺陷中。
关键词: 单光子源、单缺陷、碳化硅、氧同位素、半导体、光致发光
更新于2025-09-09 09:28:46
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<i>AE</i><sub>2</sub>SiP<sub>4</sub>(<i>AE</i> = Sr、Eu、Ba)与Ba<sub>4</sub>Si<sub>3</sub>P<sub>8</sub>的晶体与电子结构及光学性质
摘要: 报道了AE-Si-P(AE = Sr、Eu、Ba)体系中的三种新化合物。作为各自三元体系的首例成员,Sr2SiP4和Eu2SiP4与已报道的Ba2SiP4具有同构结构,结晶于非中心对称的I4ˉ2d(第122号)空间群。Ba4Si3P8则结晶于新型结构类型,属于P21/c(第14号)空间群,mP-120皮尔逊符号,Wyckoff序列e30。在Sr2SiP4和Eu2SiP4的晶体结构中,所有SiP4四面体构筑单元通过形成P-P键相互连接,构成三维骨架。而Ba4Si3P8的晶体结构中,由角共享、边共享及P-P键连接的Si-P四面体链被Ba阳离子包围,形成准一维结构。电子结构计算与紫外可见光谱表明,AE2SiP4(AE = Sr、Eu、Ba)为直接带隙半导体,带隙约1.4 eV,具有热电应用潜力。
关键词: 硅、钡、三元体系、半导体
更新于2025-09-09 09:28:46
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可调色三价铕掺杂SrGdAlO4纳米荧光粉的光致发光与结构特性
摘要: 采用尿素作为燃料,通过溶液燃烧法制备了一系列掺杂Eu3?离子的SrGdAlO?纳米荧光粉。利用粉末X射线衍射(PXRD)表征了属于I4/mmm空间群的四方相主体/掺杂晶格的结构特性。通过光致发光光谱、衰减曲线、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和Judd-Ofelt分析对光致发光性能进行了表征。通过Judd-Ofelt分析估算了辐射速率(Ar)、分支比(Br)和强度参数(Ωλ)。发现SrGdAlO?主体晶格中铕离子的最佳掺杂浓度为20 mol%,超过该浓度时由于偶极-偶极相互作用出现浓度猝灭现象。较低Eu3?离子浓度时CIE坐标值位于蓝色区域,随着Eu3?离子浓度升高向白色区域移动,随后移至橙红色区域,表明合成的纳米荧光粉具有颜色可调特性。较低的色温(CCT)值和颜色可调现象证明其可作为暖白光和荧光转换白光二极管(Pc-WLEDs)应用的潜在候选材料。主体晶格(5.50 eV)及20 mol% Eu3?掺杂SrGdAlO?纳米荧光粉(5.26 eV)的光学带隙均处于半导体范围内,拓展了其应用领域。
关键词: 纳米磷光体、颜色可调性、溶液燃烧法、光致发光、Judd-Ofelt分析、半导体
更新于2025-09-09 09:28:46
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聚乙烯吡咯烷酮对聚合物热处理法制备硅锌矿半导体纳米粒子结构与光学性能的影响
摘要: 硅锌矿是一种用于光电器件的无机半导体材料。本研究提出一种通过煅烧温度控制的新颖聚合物热处理方法来制备硅锌矿纳米颗粒,系统探究了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对该材料结构与光学性能的影响。热重分析及其导数曲线证实了PVP的分解行为,确定其完全分解的最低煅烧温度为740°C。红外光谱与拉曼分析验证了煅烧前有机源的存在以及热处理后硅锌矿纳米颗粒晶体结构的形成。基于红外结果,本研究最优PVP浓度为40 g/L——这是保证纳米颗粒纯净且均匀分布的最低浓度。煅烧前PVP样品的X射线衍射分析显示其为非晶态,在800-1000°C煅烧后获得α-硅锌矿相。场发射扫描电镜与高分辨透射电镜分析确定了颗粒形貌及平均粒径(23.8-36.7 nm)。随着PVP浓度从20增至50 g/L,光学禁带宽度相应地从5.24 eV提升至5.32 eV。本研究成果为理解PVP浓度对硅锌矿半导体纳米颗粒结构及光学特性的影响提供了新途径,该材料在光电器件领域具有重要应用潜力。
关键词: 硅锌矿,纳米粒子,带隙,煅烧,聚乙烯吡咯烷酮,半导体
更新于2025-09-09 09:28:46
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横向预应变对重掺杂n型硅压阻系数影响的实验表征
摘要: 应变已被集成到许多硅器件中,因其对载流子迁移率和晶体对称性具有重要影响。这些参数在双轴和单轴应力下呈现不同响应,因此需要量化其效应才能成功实现不同硅应用中的应变工程。作为利用应变提升三维应力传感器灵敏度和温度独立性的延伸步骤,本研究将通过实验表征横向单轴应变对重掺杂n型硅压阻(PR)系数的影响。我们开发了一种新设计,利用高压缩氮化物层对硅衬底施加横向拉伸和压缩单轴应力。该应力技术结合六元件压阻花环进行完整校准,其中无应变、拉伸应变和压缩应变的压阻元件在同一芯片上制备,以精确量化应变影响。采用四点弯曲法、无应力温度测试和静水压力测试来测量压阻系数。通过拉伸和压缩应力源分别实现了0.065%和0.083%的局部应变值。在此应变水平下,典型结果表明横向拉伸与压缩应变对纵向和横向压阻系数产生相反影响。此外,由于压缩横向应变的作用,重掺杂n型硅的压力系数最高可提升80%。
关键词: 金属-氧化物-半导体(MOS)局部晶体管、三维压阻(PR)传感器、n型硅、应变、应变工程、压阻效应
更新于2025-09-09 09:28:46
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CuxIn2-xS3纳米结构中的表面诱导电荷转移及其增强的光电和光催化性能
摘要: 多功能半导体纳米结构在光电子学、储能设备以及工业与环境修复领域中的应用日益广泛。本研究详细探究了CuxIn2-xS3纳米结构的光电与光催化性能。首先通过X射线衍射、拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱、X射线光电子能谱及高分辨电子显微镜等手段分析了其理化特性。研究制备了基于CuxIn2-xS3的倒装芯片肖特基二极管以验证其导电性提升与光电性能增强效果,并考察了II型p-n结CdTe/CuxIn2-xS3异质结的光开关特性。两种器件构型中,电流-电压(I-V)特性曲线均显示较低阈值电压下正向电流与整流比显著改善。时间依赖性光响应特性证实了二极管的稳定性,同时表明光照条件下光生电子-空穴对实现了更优/有效的分离。此外,通过亚甲基蓝(MB)染料分子在可见光条件下的高效降解,验证了CuxIn2-xS3纳米结构的光催化性能。结果表明:CuxIn2-xS3四方晶格中的铜相互作用促进了相应纳米结构的表面诱导电荷转移机制,从而增强了其光电与光催化功能。
关键词: 纳米结构、光电二极管、半导体、光催化
更新于2025-09-09 09:28:46
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通过化学途径将ZnO纳米结构集成到MIS架构中
摘要: 由于其物理特性,氧化锌(ZnO)被视为制造电子和光电子功能器件的潜在半导体化合物。为此,已开发出多种生长技术以满足基于该材料的商用器件要求。在提升现有器件性能的路径上,低维氧化锌结构展现出良好前景。本文报道了通过化学方法在阳极氧化铝基底(Al2O3/Al)表面生长氧化锌纳米结构,进而构建金属-绝缘体-半导体(MIS)结构的过程。
关键词: 扫描电子显微镜,形貌,金属-绝缘体-半导体,氧化锌,X射线衍射
更新于2025-09-09 09:28:46