载流子浓度

摘要： 表面电荷转移掺杂是调制石墨烯电学特性的重要手段。发展高效、稳定的表面电荷转移掺杂剂对于提高石墨烯的电学和光电性能、从而推动其在电子和光电领域中的应用具有重要意义。本文围绕高效与稳定两个方面综述了近年来石墨烯表面电荷转移掺杂剂的研究现状以及掺杂石墨烯在光电器件应用方面的进展。根据掺杂剂的类型,着重介绍了最新发展的高效p型和n型掺杂剂,并概述了稳定掺杂方面的重要研究工作。此外,专门介绍了基于掺杂石墨烯透明电极的高性能光电器件。最后,根据表面电荷转移掺杂研究面临的主要挑战,对其未来的发展方向进行了展望。

摘要： MnTe作为一种新型的无铅p型热电材料,在中温区热电领域具有广阔的应用前景,但其本身的热电性能不足以与高性能n型热电材料相匹配。本研究通过真空熔炼–淬火和放电等离子烧结的方法制备不同Ge掺杂量的致密且均匀的Mn_(1.06–x)Ge_(x)Te(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04)多晶块体样品。过量的Mn可以有效抑制MnTe_(2)相,提高基体相的热电性能。通过掺杂4%Ge粉末,材料的载流子浓度提高到7.328×10^(18)cm^(–3),电导率在873 K增大到7×10^(3)S·cm^(–1),功率因子提升至620μW·m^(–1)·K^(–2)。同时,通过点缺陷增强声子散射使材料的热导率降低到0.62 W·m^(–1)·K^(–1),实现了对材料电声输运性能的有效调控。Mn_(1.02)Ge_(0.04)Te在873 K获得了0.86的热电优值ZT,较纯MnTe材料提高了43%。

摘要： 红外透明导电薄膜是指同时具有高红外透射率和高电导率的功能薄膜材料,其在电磁屏蔽涂层、红外光电探测器、人体红外治疗、红外发光二极管等领域有重要应用。尽管研究者已经报道了许多关于透明导电膜的综述,但是以往研究者主要关注可见光波段的透明导电,忽视了红外波段透明导电研究的系统总结和评述。本综述主要关注了N型金属氧化物和非氧化物以及P型金属氧化物、硫化物和卤化物。首先依据德鲁德自由电子理论模型分析了金属化合物红外透明性能与导电性能难以兼容的物理起源,然后归纳总结了金属化合物的制备、结构和光电性质,揭示了现有N型金属化合物普遍存在导电性高但红外透射率低的问题,P型金属化合物普遍存在红外透射率高但导电性低的问题。针对这些性能方面的瓶颈问题,讨论了薄膜制备、缺陷控制、能带化学调制以及新材料设计等方面的改性思路和可行性方法。最后展望了金属化合物未来发展方向以及仍需解决的难题,以期为设计和制备高性能的红外透明导电薄膜提供参考。

摘要： SnTe相比于PbTe在热电领域更具有应用潜力,原因是可以减少Pb对环境的毒性作用.但SnTe化合物带隙宽度小,本征Sn空位浓度(nv(Sn))大,因此,本征SnTe具有太大的载流子浓度(~10^(21) cm^(-3)).改善SnTe材料的热电性能有多种方法,但本次工作以熵工程技术为指导分步设计材料成分.第一步,与5%的GeTe形成Sn_(0.95)Ge_(0.05)Te合金以增大外加元素或化合物的固溶度;然后,Sn_(0.95)Ge_(0.05)Te与5%n-型Ag_(2)Se固溶以进一步降低SnTe的p-型载流子浓度;第三步,采用Bi/Sn等摩尔置换形成(Sn_(0.95-x)Ge_(0.05)Bi_(x)Te)_(0.95)(Ag_(2)Se)_(0.05)(x=0—0.1)合金,以进一步增大固溶体的构型熵(ΔS).经过多组元固溶后,共增加构型熵ΔS=5.67 J·mol^(-1)·K^(-1)(x=0.075),从而大大降低了载流子浓度和热导率,使得最大热电优值(ZT)从本征SnTe的约0.22提高到约0.80(x=0.075).证实了熵工程技术是一种能改善SnTe化合物热电性能的有效机制.但实验结果也说明,虽然熵增对材料的热电输运机制有较大影响,但熵增机制需要与其他机制协调才能大幅提高材料的热电优值.

摘要： 电化学电容-电压(ECV)法对测量化合物半导体载流子浓度纵向分布具有重要意义。本文用乙二胺四乙酸二钠(EDTA)电解液对高铝组分AlGaAs化合物半导体单层样品测试,相比钛试剂(Tiron)电解液因为优化了腐蚀均匀性提高了测试的精确度。但对低铝组分AlGaAs化合物半导体单层样品材料测试时,EDTA电解液因腐蚀速率过快不能准确测量载流子浓度,无法替代Tiron电解液进行测试。于是对EDTA电解液进行稀释改良,通过减缓腐蚀速率来实现对低铝组分AlGaAs化合物半导体单层样品材料的载流子浓度测量。分布式布拉格(DBR)样品同时包含高铝组分AlGaAs和低铝组分AlGaAs,笔者实现用EDTA单一电解液对载流子浓度的测量,与二次离子质谱(SIMS)测试比较具有高度一致。本文为ECV对高铝组分AlGaAs化合物半导体材料体系的载流子浓度测量提供了新方法。

摘要： 碲镉汞材料的电学、光学性能直接影响红外探测器的性能,掺杂是一种有效提高材料性能的手段,因此碲镉汞材料的相关掺杂研究至关重要。利用步进式扫描傅里叶红外调制光致发光(Fourier Transform Infrared Modulated Photoluminescence,FTIR-PL)测试仪对不同退火条件下的掺In碲镉汞材料进行了变温测试,降低了实验过程中的信噪比,获得了较好的光谱图。在此基础上结合霍尔测试结果,分析了由温度变化导致的能级位置变化以及不同退火条件处理后碲镉汞材料的发光峰强度和位置的变化。

摘要： 氧化铟纳米线(In2 O3 NWs)因具有合适的禁带宽度、较高的电子迁移率等优异的电学性能,可应用于晶体管、存储器、传感器等而备受关注,成为研究的热点.本实验通过简单易行的化学气相沉积法生长了In2 O3纳米线,结合电子束光刻(EBL)成功制备了In2 O3纳米线场效应晶体管器件(Field effect transistor,FET),利用溅射系统在In2 O3 FET上沉积不同厚度的Pt,研究了Pt纳米颗粒对In2 O3 FET电学性能的影响.利用扫描电子显微镜、X射线衍射及光致发光光谱研究了In2 O3纳米线的形貌、组成及光学性能;利用X射线光电子能谱分析纳米线的元素化学价态和组成.通过分析沉积Pt前后In2O3纳米线FET的电学性能发现,沉积Pt纳米颗粒后场效应晶体管阈值电压(Vth)有向右偏移的趋势,开关比(Ion/Ioff)有所下降,载流子浓度降低,载流子迁移率增大.晶体管阈值电压(Vth)向右偏移可归因于沉积Pt后金属/半导体接触形成电子转移,此外纳米线的表面缺陷可以充当吸附位点,表面缺陷吸附的氧和水分子将捕获来自纳米线的自由电子,导致表面电子消耗,从而使得载流子浓度降低.研究结果表明,Pt金属纳米颗粒对In2 O3纳米线FET的电学性能存在一定的影响.

摘要： 少层过渡金属双硫化物(TMDs)由于独特的光电性质,受到了人们的广泛关注.许多工作都是通过在机械剥离的少层TMDs上电子束刻蚀后蒸镀金电极制备门电极来改变材料的载流子浓度,从而实现调控其光电性质.这种方法对制备工艺有极高的要求.文章通过机械转移的方法在少层二硫化钼(MoS2)表面制备了金属铟电极,通过电学表征证明锢电极与MoS2为欧姆接触.并且随着门电压的增加,少层MoS2样品的A1g拉曼峰发生红移,而E2g1的拉曼峰基本保持不变,这一结果与光门控少层MoS2的拉曼表征结果一致,证明了这种转移铟电极的方法可以有效实现对二维MoS2载流子浓度的调控.

摘要： 氧化铟纳米线(In_(2)O_(3)NWs)因具有合适的禁带宽度、较高的电子迁移率等优异的电学性能,可应用于晶体管、存储器、传感器等而备受关注,成为研究的热点。本实验通过简单易行的化学气相沉积法生长了In_(2)O_(3)纳米线,结合电子束光刻(EBL)成功制备了In_(2)O_(3)纳米线场效应晶体管器件(Field effect transistor,FET),利用溅射系统在In_(2)O_(3) FET上沉积不同厚度的Pt,研究了Pt纳米颗粒对In2O3 FET电学性能的影响。利用扫描电子显微镜、X射线衍射及光致发光光谱研究了In_(2)O_(3)纳米线的形貌、组成及光学性能;利用X射线光电子能谱分析纳米线的元素化学价态和组成。通过分析沉积Pt前后In_(2)O_(3)纳米线FET的电学性能发现,沉积Pt纳米颗粒后场效应晶体管阈值电压(Vth)有向右偏移的趋势,开关比(Ion/Ioff)有所下降,载流子浓度降低,载流子迁移率增大。晶体管阈值电压(Vth)向右偏移可归因于沉积Pt后金属/半导体接触形成电子转移,此外纳米线的表面缺陷可以充当吸附位点,表面缺陷吸附的氧和水分子将捕获来自纳米线的自由电子,导致表面电子消耗,从而使得载流子浓度降低。研究结果表明,Pt金属纳米颗粒对In_(2)O_(3)纳米线FET的电学性能存在一定的影响。

摘要： 汞探针配合各型号的仪表,可直接在半导体上形成肖特基势垒测得硅外延层的载流子浓度,也可以形成MOS电容结构,对CVD工艺等进行监控,利用汞探针测量技术可以有效评估各种半导体材料制造工艺.目前,国内外对汞探针的研究正处于成熟发展的阶段,许多欧美厂商生产的汞探针台和测试仪表已达到较高水平,能快速、方便且无损地对半导体材料进行测量分析,精密度不断提高,我国也在不断完善各种测量标准,将其广泛应用于半导体材料测试的研究中.本文从汞探针的基本结构和原理出发,简要总结了汞探针CV测试在半导体材料研究中的典型应用.

摘要： 本文研究了顶栅自对准ZTO-TFT的工艺对溅射不同Ar∶O2的ZTO薄膜特性的影响,并阐述其机理.随着溅射时Ar∶O2的降低,ZTO薄膜的载流子浓度先增大后减小,但是迁移率逐渐增大,这与浅施主能级缺陷和深能级缺陷的含量有关.当Ar∶O2为50∶0时,N2O-plasma处理240s后,薄膜内的体载流子浓度增加,与渗透导电机理相矛盾.在不同溅射Ar∶O2的薄膜上生长SiO2栅介质,随着薄膜内氧含量的增加,载流子浓度先增大后不变.源漏开孔时存在过刻蚀,过刻蚀15s会使载流子浓度增加,但是迁移率却下降.但是在降低源漏电阻的Ar-plasma处理中,薄膜的迁移率提高,然而载流子浓度的变化与溅射时Ar∶O2有关.高温退火处理后,载流子浓度减小且电阻率和禁带宽度增大,然而迁移率的变化与溅射时Ar∶O2有关.

摘要： 近年来,磁控溅射沉积的ZnO薄膜在光电器件镀膜领域得到广泛的应用,ZnO磁控溅射靶材是沉积ZnO薄膜的关键耗材.本文针对镀膜行业发展对ZnO陶瓷溅射靶材的制造所提出的挑战,从优质材料制备的角度出发,介绍宁波森利电子材料有限公司在ZnO陶瓷溅射靶材领域所开展的工作.此外,针对在光伏、显示器件以及智能玻璃镀膜中的应用,简要介绍镀膜过程中影响ZnO薄膜光电性能的主要参数、ZnO薄膜结晶质量与载流子浓度的调控手段以及作为替代ITO的透明电极应用在智能玻璃器件中的可行性.

摘要： 本文研究不同含量的硅对SnO2TFTs电学性能的影响.Si能有效地降低SnO2中的载流子浓度,并且能抑制结晶.优选出合适的硅掺杂量,通过优化工艺,制备出高性能非晶SiSnO TFTs阵列,饱和迁移率为11.3cm2/Vs,开启电压为-1.8V以及低的亚阈值摆幅0.26V/decade.

摘要： 通过在GaN HEMT的栅漏之间加入一层低电阻率的漏端插入层,实现在工作状态下漏端载流子浓度的有效提升,进一步抑制漏端耗尽,提升GaN HEMT器件的ft和fmax.数值仿真的结果表明,插入层的加入,能够增加漏端载流子浓度,进一步增加器件工作电压时,漏端的载流子浓度得到进一步提升,从而有效抑制了漏端耗尽带来的延迟,在插入层掺杂5e18cm-3以上、插入层和栅的间距小于160nm时,ft和fmax提升明显.

摘要： 近年来,随着显示技术的迅速发展,非晶氧化铟镓锌薄膜晶体管由于其较好的均匀性和高迁移率得到了广泛的应用.通常沉积IGZO薄膜技术主要为射频磁控溅射(RF),由于需要在溅射过程中放电,沉积速率较低,不利于提高生产效率,降低成本.而直流磁控溅射(DC)与RF相比,无放电过程,溅射速度快.采用DC制备了a-IGZO TFT,如图1.在相同功率条件下,沉积速率从RF的3.5nm/min提高到DC的30nm/min,实现了高速沉积IGZO薄膜.因为DC速度快，导致In,Ga,Zn,O没有充分的时间结合，弱结合氧较多，容易脱附形成氧空位，从而增加了载流子浓度，提高了器件性能。

摘要： 发现了对化合物半导体调控p型与n型的一直被半导体研究者们忽略的规则,这一规则将原本看上去无关的载流子浓度、p型与n型调控与材料的绝对化学式直接联系起来:可以表示为在不存在反位替代的情况下,材料的p型与n型仅由其绝对化学式决定(图1举例说明);或者说,在绝对化学式确立后,掺杂原子和空位缺陷的具体情况不影响材料的最终pn型,但会影响材料的载流子浓度和迁移率.

摘要： 通过三步法共蒸发制备CIGS吸收层，然后采用后掺工艺分别掺入5nm、20nm、50nm的NaF，从形貌中发现随着随着NaF量的不断增加，SEM表面图晶粒变紧凑，NaF对CIGS吸收层表面结构有修复作用；掺入适量NaF，载流子浓度提高，电阻率降低，当掺入过多的量，电学性质反而变差。通过研究可以精确控制掺入15-25nm的NaF，这为产业化生产CIGS太阳能电池提供了研究基础。

摘要： 对AgNaxSb1-xSe2(x=0、0.005、0.01、0.02)热电材料的合成、组织结构以及热电性能进行了系统地研究.由适量的Na+取代Sb3+,增加了材料的载流子浓度,进而提高了其电导率.掺杂过饱和时制造了纳米级别的层错以及富Na第二相.缺陷和第二相加强了对声子的散射作用,进一步降低了材料的热导率.最终,材料的热电性能显著提高,AgNa0.01Sb0.99Se2热电性能优异,673K时ZT达到0.92,较为掺杂样品提高了37％。

摘要： 文章阐述了光伏发电用透明导电膜的制备工艺研究现状，进行了本组Zn0透明导电膜以及本组柔性透明导电膜研究，提出了下一步工作展望。

摘要： 文章阐述了光伏发电用透明导电膜的制备工艺研究现状，进行了本组Zn0透明导电膜以及本组柔性透明导电膜研究，提出了下一步工作展望。

摘要： 本发明属于热电材料领域，为解决热电材料载流子浓度n的优化流程非常局限导致材料开发进程非常缓慢，效率低下的问题，本发明提出了一种热电材料优化载流子浓度的方法，采用单熔区一次或多次区域熔炼，或者多熔区一次区域熔炼，对所需研究的热电材料基体进行成分梯度铸锭制备。简单高效，节省了材料开发环节大量的人力、物力，降低开发成本，加速材料研究的工程化应用。

摘要： 本发明属于表面加工、涂层技术领域，具体涉及一种高载流子浓度炭膜材料的制备方法。本发明方法在基片表面利用直流脉冲磁控溅射方法制备炭膜材料，直流脉冲磁控溅射的工作气体为氩气和碳氢气体；通过控制直流脉冲磁控溅射过程中碳靶表面磁控溅射的功率密度1.0‑5.5W/cm2、工作气体的流量即氩气的流量10‑20sccm、碳氢气体的流量0‑20sccm，以及工作频率、占空比等，利用物理气相沉积与化学气相沉积相结合的方法，在不同基底材料上制备炭膜材料，最终制得高载流子浓度的炭膜材料。

摘要： 本发明公开了一种高纯锗多晶载流子浓度的检测方法，将锗锭冷却至指定温度再检测电阻率，结果稳定精准；将n、p的锗超高纯锗多晶区分开，在制备超高纯锗单晶时可通过调节超高纯锗多晶n、p型投料量的比例来制取想要的n、p型超高纯锗单晶；先测低温电阻率，再取霍尔样片进行霍尔检测，可较精准制取霍尔样片，可减少霍尔样片取片次数，可避免合格锗段的浪费。

摘要： 本发明公开了一种高效率提高半导体载流子浓度的非常规掺杂方法，涉及半导体技术领域。一种高效率提高半导体载流子浓度的非常规掺杂方法：制造半导体原有元素的空位缺陷，加入少量异质原子(稳定原子)用于稳定缺陷。在具有氩气保护环境的手套箱中精确称量原料，称量后置于石英管中真空封管，然后将装有原料的石英管置于马沸炉中，充分反应后，取出石英管，在冷水中淬火迅速冷却，接着在450°C退火，退火后倒入玛瑙研磨钵中研磨，之后通过热压烧结技术制成致密性良好的块体材料。本发明方法可提高半导体掺杂的效率，在高效提高半导体载流子浓度的同时不损害其载流子迁移率，大幅提升了半导体的电学性能。

摘要： 本发明涉及一种太赫兹波段材料载流子浓度测量方法，属于太赫兹应用技术领域。该方法包括：S1：利用太赫兹光谱系统，测量无样品时的太赫兹参考信号以及有材料样品时的太赫兹样品信号，并利用傅里叶变换获得频域的参考信号以及样品信号；S2：利用频域的参考信号及样品信号的比值获得幅值比及相位差；S3：根据材料光学参数与样品信号的理论关系，反演出样品的复介电常数，然后计算出材料的复电导率；S4：根据复电导率与载流子浓度依赖关系，计算材料在不同波长下的材料载流子浓度。本发明适用于不同的太赫兹系统，可实现毫米到微米再到纳米尺度范围的材料载流子无损测量。

摘要： 本发明公开了基于非接触原子力显微镜的微区载流子浓度测量方法。该方法为：采用两步扫描法获得待测半导体样品、若干标准半导体样品的不同位置处的介电力调制差，两步扫描法为：利用原子力显微镜的探针一次扫描半导体样品，获得表面形貌和表面电势；将探针相对于表面形貌抬起后进行二次扫描，施加直流电压和调制电压，抵消表面电势，获得介电力调制差；采用数值模拟的方法获得待测半导体样品的介电力调制差与载流子浓度的定量对应关系，根据各标准半导体样品的介电力调制差和载流子浓度对定量对应关系进行校准，获得模拟关系曲线，最后得到待测半导体样品的载流子浓度。该方法能避免探针剐蹭导致测量误差，获得的有空间分辨率的微区载流子浓度。

摘要： 本发明公开了一种载流子浓度镓基液态金属测量探头，导电线连接碳化钨棒，碳化钨棒的一端伸入由抗腐蚀材料制成的液态金属容器中，液态金属容器开设有贯通的容腔和毛细管，容腔连通毛细管；所述容腔内部填注镓基液态金属，镓基液态金属浸没碳化钨棒，利用在毛细管内的镓基液态金属形成测量探针，解决了探针安全性和环保的问题；该测量探针与测量样品为面接触，相比传统探针的点接触能够增大接触面积，使得测量数据的重复性好，提升了测量数据的准确度；使用诸如聚四氟乙烯等抗腐蚀材料的液态金属的容器及其毛细管，既不会被镓基合金腐蚀，也不会与镓基液态金属发生粘连，提升了镓基液态金属的流动性，从而提升测量精度。

摘要： 本发明公开了一种超高纯锗单晶载流子浓度的检测方法，先测低温电阻率，再取霍尔样片进行霍尔检测，可初步得出超高纯锗单晶净杂质浓度的整体分布图，可较精准制取霍尔样片，可减少霍尔样片取片次数，可避免合格锗段的浪费。

摘要： 本发明公开了一种提高宽禁带半导体载流子浓度的方法，通过高温退火结合原位高强度紫外光照的方法提高宽禁带半导体材料中的载流子浓度，包括：室温下用光子通量1017~1019 cm‑2 s‑1的高强度紫外光照射宽禁带半导体材料，在保持紫外光照射的同时，让宽禁带半导体材料升温至退火温度，维持退火温度一段时间，然后降温至室温，结束紫外光照射，得到载流子浓度提高的宽禁带半导体材料。该方法操作简单，不影响宽禁带半导体材料的生长过程，保持最优的晶体质量，同时可以有效降低宽禁带半导体材料中补偿性缺陷的密度，提高载流子浓度，从而提高器件的性能和可靠性，具有很强的实用性。

摘要： 本实用新型公开了一种载流子浓度镓基液态金属探头，导电线连接碳化钨棒，碳化钨棒的一端伸入由抗腐蚀材料制成的液态金属容器中，液态金属容器开设有贯通的容腔和毛细管，容腔连通毛细管；所述容腔内部填注镓基液态金属，镓基液态金属浸没碳化钨棒，利用在毛细管内的镓基液态金属形成测量探针，解决了探针安全性和环保的问题；该测量探针与测量样品为面接触，相比传统探针的点接触能够增大接触面积，使得测量数据的重复性好，提升了测量数据的准确度；使用诸如聚四氟乙烯等抗腐蚀材料的液态金属的容器及其毛细管，既不会被镓基合金腐蚀，也不会与镓基液态金属发生粘连，提升了镓基液态金属的流动性，从而提升测量精度。