二维六方氮化硼的制备及其光电子器件研究进展(特邀)

六方氮化硼是一种具有宽带隙和二维层状结构的代表性材料,拥有优异的物理化学稳定性和高热导率等独特特性。其表面原子级平整、无悬挂键和带电杂质,被公认为是作为其它低维材料衬底的理想选择。另一方面,六方氮化硼对深紫外波段的强吸收和中红外波段的双曲特性,使其成为了制备高性能深紫外和中红外探测器的重要材料。本文首先介绍了六方氮化硼的晶体结构和材料特性,然后将材料制备方法分为“自上而下”和“自下而上”两类,系统阐述了六方氮化硼的制备现状,接着从衬底/介质层/钝化层、隧穿层和吸收层三方面重点回顾了六方氮化硼在光电子器件领域的研究进展。最后,基于六方氮化硼的研究现状,分析了其所面临的一些挑战和机遇。

工作重塑对企业员工数字化变革承诺的双重影响路径:基于悖论式领导的调节效应

数字化变革承诺是刻画员工支持数字化转型的战略反馈工具,对战略控制具有重要意义。以自我决定理论和资源保存理论为依据,工作重塑为切入点,解释企业员工数字化变革承诺的形成机理。本文分别运用层次回归法和交叉滞后模型对问卷数据进行分析,得到如下发现:第一,工作重塑对企业员工数字化变革承诺具有正向影响。第二,工作压力和内在需要对企业员工数字化变革承诺起到中介效应。第三,悖论式领导在工作重塑与企业员工数字化变革承诺之间发挥正向调节作用。这些结论为企业数字化转型中的战略领导工作提供新的解释和指导建议。

InAs基范德华异质结界面电荷转移特性第一性原理计算的研究进展

由低维InAs材料和其他二维层状材料堆叠而成的垂直范德华异质结构在纳米电子、光电子和量子信息等新兴领域中应用广泛。探索跨结界面的电荷转移机制对于全面理解该类器件的非凡特性至关重要。第一性原理计算在揭示界面电荷转移特性与各种能量稳定型InAs基范德华异质结的电、光、磁等原理物理特性和器件性能变化之间的内在关系方面发挥着不可比拟的作用。文中梳理、总结和探讨了近年来InAs基范德华异质结间界面电荷转移特性的理论研究工作与潜在的功能应用,提出在理论方法和计算精度方面大力发展第一性原理计算的几个途径,为更好地开展InAs基范德华异质结的基础科学研究和应用器件设计提供可借鉴的量化研究基础。

工作重塑与员工变革承诺的关系研究——基于数字化转型的个体动力学

文章以心理资本理论和强化学习理论为基础,构建起一个有迟滞反馈效应的S-O-R模型,以解释工作重塑与员工变革承诺之间的动态关系。运用结构方程模型和交叉滞后模型对截面数据和纵向追踪数据进行实证分析。研究发现:第一,工作重塑对员工变革具有正向影响,其中效能感和个体韧性起到了中介效应。第二,在动员-行动期,员工变革承诺对工作重塑具有逆向反馈效应。第三,在行动-巩固期,员工变革承诺对个体韧性和效能感起到了逆向反馈效应。这些结论为企业数字化转型中的人力资源管理和组织行政工作提供了新的解释和指导建议。

铁电局域场增强低维材料光电探测器研究进展(特邀)

光电探测器在通讯、环境、健康和国防等日常生活及国家安全等领域中应用广泛。随着时代的发展,对光电探测器在灵敏度、响应速度及波长范围等方面的性能要求与日俱增。低维材料独特的电学及光电特性使其在光电子器件领域具有重要的应用前景。为了充分利用低维材料的优势,克服其暗电流大、吸收率低的不足,研究人员提出将铁电材料与低维材料结合,利用铁电材料的剩余极化作用形成强局域场调控载流子浓度以提高低维材料的光电探测能力。文中总结了近年来铁电局域场增强低维材料光电探测器的研究成果,介绍了铁电材料对一维纳米线、二维材料以及低维结型器件的调控和性能提升方面的相关研究。最后,对铁电局域场增强低维材料光电探测器的发展趋势进行了简要的总结和展望。

器件网格划分方法的教学总结与归纳

网格划分是半导体器件模拟仿真任务中的重点和难点。以使用工具软件Sentaurus TCAD对PN结进行模拟仿真为例,介绍了器件网格划分的步骤与策略,并对网格划分的两种主要方法,空间几何区域方法与器件物理结构方法,进行详细的归纳与总结,指出使用不同方法的前提条件,分析不同划分方法和策略对网格结果的影响,为微电子和半导体相关专业课程的学习提供参考借鉴。

《半导体器件》课程中GaN基光电器件差异性教学探讨

在《半导体器件》课程中加强宽禁带半导体器件的教学是科学技术与国民经济快速发展对高等学校基本职能所提出的根本要求。本文阐述了把第三代宽禁带半导体GaN基光电器件作为新型半导体器件进行重点教学的必要性和意义,同时也指出需要采用差异化的教学方法来讲授新型器件在结构、工作原理与光电性能等方面的特殊表现。

Heusler合金Ni_(52)Mn_(24)Ga_(24)单晶生长和相变特性

Heusler合金Ni2 MnGa是具有马氏体相变、形状记忆效应的铁磁性金属间化合物 ,可产生很大的磁感生应变 ,是目前国际上热门的新型磁性功能材料。成分稍微偏离正分的Ni5 2 Mn2 4Ga2 4仍然具有高温相的L2 1结构 ,但马氏体相变温度在室温附近 ,显示出潜在的应用前景。用磁悬浮冷坩埚CZ单晶生长设备生长了Ni5 2 Mn2 4Ga2 4单晶。实验表明 [1 0 0 ]方向是材料的择优方向 ,交流磁化率测到马氏体相变温度为 2 93K ,反马氏体相变温度为 30 0K ,居里温度大于 370K ,高质量的单晶在发生马氏体相变时观察到变体的择优取向。变体呈斑马条纹状沿 [1 0 0 ]方向排列。这使样品相变时沿 [1 0 0 ]方向收缩 ,反马氏体相变时沿 [1 0 0 ]方向伸长 ,宏观应变达到 2 % ,对应于形状记忆效应 ,且为双程可重复。若在相变时附加 0 .6T的磁场 ,可使应变提高一倍而达到 4% ,为晶格畸变的 6 0 %。固定温度在马氏体相变附近 ,磁场引起的可回复应变达到 5× 1 0 -3 。超过传统大磁致伸缩材料一倍以上 ,这种特性只有在单晶中才能观察到。为此 ,Heusler合金NiMnGa很有可能成为新型的磁驱动功能材料。本工作还观察到晶体生长中的分凝现象 :随晶体的生长 ,Ni和Ga的成分高于原始配料成分 ,并逐渐降低 ,而Mn成分低于原始配料并逐渐升高。

尖晶石型锌-钴-锰多元金属氧化物纳米线的制备及用作超级电容器电极材料

通过水热反应结合煅烧,在泡沫镍片上生长了锌钴锰多元金属氧化物纳米线。X射线衍射测试结果表明,样品具有尖晶石结构。扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察发现样品为由小纳米颗粒组成的纳米线。所制备的锌钴锰多元金属氧化物纳米材料可用作超级电容器电极材料。电化学测试结果表明该纳米材料在电流密度为2Ag-1时其比电容量可高达1142Fg^(-1)。在电流密度增大至16Ag^(-1)时,比电容量为956Fg^(-1),与2Ag^(-1)时的容量相比保持率达到83.7%。此外,经2000次充放电循环后,比电容量依然保持了初始值的86%。该纳米材料由很多的更小的纳米颗粒构成,这种结构有利于提供更多的电化学活性位点,同时阳离子的掺杂也有利于提供更丰富的电化学行为,因而该材料表现出较好的电化学储能性能。

Tb_2Fe_(17)和Tb_2(Fe,Si)_(17)磁性单晶的生长和相图

R2 Fe17(R为稀土 )是一大类稀土金属间化合物 ,具有硬磁特性。本工作生长了Tb2 Fe17和以Si部分替代Fe的Tb2 Fe17-xSix(x =1 ,2 ,3)的单晶 ,并研究了单晶的磁性和该化合物的相图。实验发现 ,该材料单晶生长的择优方向为其基本结构 ,六方Th2 Ni17的c轴方向 ,有Si替代和无Si替代均能同成分生长。这一结果与最新版本所载的Tb Fe二元相图中Tb2 Fe17为强烈的包晶反应是不一致的。为此做了Tb2 Fe17成分附近各种成分的差热分析。证明了这一化合物的同成分熔化性质 ,确定了其熔点和附近的一个共晶点 ,修正了以往的相图。物性研究发现 ,当Si替代Fe达到x =3时 ,化合物结构出现基本的Th2 Ni17和另一种三角结构Th2 Zn17的混合。化合物的居里温度随Si含量增加而上升。Si的替代产生了低温下c轴方向的矫顽力 ,认为是Si取代Fe位引起的能垒变化对磁畴的钉扎所致。在无Si替代的单晶样品中 ,难磁化的c轴样品出现一级磁化过程 (FOMP) ,其起始磁场为 2 .5T ,比以往报道的 3.5T降低很多 ,表明较高的完整性和较低的缺陷密度降低了磁畴的钉扎势垒。

一种计算无辐射资料地区最佳倾角的研究

构建基于分布较广的常规气象台站的日照百分率数据来计算水平面太阳辐射的模型,拟合结果表明模型精度较高。在此基础上使用空间插值技术得到全国范围内水平面太阳辐射,使用MODIS反照率产品获取地形反射辐射,之后依据各向异性辐射模型计算光伏阵列面太阳辐射,循环寻优生成最佳倾角的全国空间连续分布图。这套计算方法与结果可为包括无辐射观测记录地区在内的光伏阵列最佳倾角的确定提供科学参考。

具有高斯型的倾斜表面漂移区的LDMOS的器件特性研究

本文提出一种具有高斯型的倾斜表面漂移区的LDMOS结构。P阱、沟道、源区、栅极等位于高斯中心的一侧,而漏端位于高斯中心的另一侧并靠近高斯中心,器件既具有倾斜表面漂移区的高耐压性,又具有VDMOS结构的高开态击穿特性和良好的安全工作区域。我们研究了高斯表面的弯曲程度对高斯型倾斜表面漂移区的影响。结果表明,P阱的长时间退火对具有高斯表面的漂移区的掺杂浓度分布有一定影响。具有高斯表面的倾斜漂移区的LDMOS结构在不同弯曲程度下器件耐压性和表面电场分布均匀性不同。高斯弯曲参数P在0.5左右时开态耐压性能最优,并且表面电场分布相对均匀;当弯曲参数P增大时,击穿特性基本饱和或略有下降。

甲苯氧化实验的改进

由甲苯氧化为苯甲酸是本科生有机化学实验的基本合成实验,该实验存在反应剧烈、耗时较长等缺点。通过减少反应原料,运用相转移催化剂等方法,可使反应时间缩短,反应平稳,更加适合本科生的实验教学。

染料敏化太阳电池光阳极修饰的机理研究

为改善染料敏化太阳电池(DSC)的光电性能,采用TiO2溶胶以3种不同方式修饰DSC的光阳极.采用强度调制光电流/光电压谱(IMPS/IMVS)技术研究了溶胶修饰对电子传输与复合特性的影响.在等效电路的基础上采用数值拟合方法对系统电阻Rs及并联电阻Rsh进行计算.结果表明:溶胶修饰光阳极有效地增大了电子寿命τn,缩短了电子传输平均时间τd,增大了光生电荷电量Qoc,提高了电子收集效率ηc.溶胶修饰后DSC等效电路中Rs减小,Rsh增大.研究表明,溶胶修饰有效地改善了光生电子的产生、注入、传输以及收集性能,提高了DSC效率.

铜-钴-镍三元氧化物纳米材料制备及性能测试

文章成功地通过水热反应,制成铜-钴-镍三元氧化物多孔纳米线在泡沫镍上,具有形貌均一、规则,可用于超级电容器。将所制备的铜-钴-镍三元氧化物纳米线作为超级电容器的电极材料,在电流密度为1 Ag-1时,电容值高达1820 Fg-1,循环充放电2 000次后,保持了初始电容值的85%,循环稳定性较好。

超顺磁性二硒化铁纳米球的合成及表征

在本研究工作中,以氯化亚铁和硒粉为原料,以油胺和碳十八烯为溶剂,采用热注入的方法合成了二硒化铁纳米结构.透射电子显微镜观察发现样品为纳米棒和纳米片构成的球状结构.X射线衍射测试结果表明,样品主相为正交晶系的Fe Se2.对产物的形成机理进行初步的研究.磁学性质测试表明所合成的二硒化铁纳米材料具有超顺磁性,可能在能源、催化和生物等领域有潜在的应用.

HgCdTe柔性中波红外探测器放大电路设计及噪声分析

设计了一种应用于HgCdTe柔性中波红外探测器的微弱信号放大电路,该电路由电桥电路、调零电路及滤波电路组成。采用平衡电桥与仪表运算放大器INA333相结合的方式搭建电桥电路;并针对探测器直流分量过大问题,设计了可调零、带增益的信号处理电路;最后通过由二阶有源滤波器组成的滤波电路将高频噪声滤除。利用运算放大器的En-In噪声模型,对放大电路进行了噪声分析,并测试了探测器在弯曲状态下的响应性能。实验结果表明,所设计的放大电路增益为86dB,噪声均方根值低于6.1mV;柔性探测器的曲率半径为3mm;当探测器光敏面上的光谱辐照功率为6.75×10^-7W时,产生的光电信号约102.V。

二维层状材料异质结光电探测器研究进展(特邀)

自石墨烯时代以来,具有独特物理、化学和光电特性的二维层状材料(Two-Dimensional Layered Materials,2DLMs)得到了国内外科研人员的广泛关注。2DLMs因其种类的多样化与带隙的层数依赖性,光谱响应范围覆盖了紫外到红外辐射的极宽波段,具有应用于新一代光电探测器件的潜力。此外,2DLMs不受晶格匹配的限制,能以范德瓦尔斯力(Van der Waals,vdWs)与其他维度材料如体材料、纳米线和量子点等结合,制备得到性能独特且优异的复合结构器件。文中概述了几种应用在光电探测器领域的新型2DLMs异质结光电探测器的研究进展,主要包括基于二硒化钨(WSe2)、黑砷磷(AsP)、三硫化铌(NbS3)、二硒化钯(PbSe2)等异质结光电探测器,这些异质结光电探测器在异质结器件结构设计与新型二维半导体工艺技术应用方面做出了创新,在器件增益、结整流比、响应速度与波长探测范围等多个重要器件性能方面获得了突破性的研究成果。同时,文中还简要分析了这类器件研究当前所面临的挑战,并对其未来的发展方向进行了展望。

AlGaN日盲紫外雪崩光电探测器暗电流研究

为了提高AlGaN日盲紫外雪崩探测器的信噪比,降低暗电流,研制高性能日盲紫外探测器,针对AlGaN日盲紫外雪崩探测器暗电流机制进行了深入研究。首先对传统p-i-n-i-n结构雪崩探测器进行了初步研究,分别设计了GaN和AlGaN的两种雪崩探测器模型,分析了其不同暗电流特性,得到的模拟暗电流特性曲线与实验吻合。在此基础上,针对日盲紫外波段高Al组分AlGaN雪崩探测器,重点分析研究了不同异质界面的负极化电荷、p型有效掺杂以及温度等因素对暗电流的影响。在AlGaN日盲紫外雪崩探测器研究中得到的近零偏工作暗电流为2.5×10-13A,在反向138V左右发生雪崩击穿,雪崩开启电流为18.3nA左右,击穿电压温度系数约为0.05V/K,与实验及文献测试结果吻合。

单区JTE终端结构4H-SiC PIN雪崩二极管击穿特性研究

作为第三代宽禁带半导体材料的碳化硅(SiC)具有高临界电场、高热导率等特性,以此材料制作成的PIN功率二极管器件可以满足高速轨道交通、航空航天等领域的高压、高温、抗辐射等要求。目前传统的4H-SiC PIN雪崩二极管容易受到电场集边效应的影响,从而导致器件的提前击穿。为了降低这种效应,利用Sentaurus TCAD软件设计一种具有单区结终端扩展结构(junction termination extension,JTE)的4H-SiC PIN雪崩二极管,在此基础上重点分析了JTE层的横向长度与掺杂浓度水平对二极管击穿特性的影响。仿真结果表明:从单区JTE终端结构4H-SiC PIN二极管研究中得到的最大外击穿电压约为1 670 V,为理论击穿电压的87%;相较于传统器件所具有的267.5 V的击穿电压,单区JTE二极管的耐压性更好,可靠性更高。