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Surface brightens up Si quantum dots: direct bandgap-like size-tunable emission 被引量:1
1
作者 Katerina Dohnalova Alexander N Poddubny +5 位作者 Alexei A Prokofiev Wieteke DAM de Boer Chinnaswamy P Umesh Jos MJ Paulusse Han Zuilhof Tom Gregorkiewicz 《Light(Science & Applications)》 SCIE EI CAS 2013年第1期242-247,共6页
Colloidal semiconductor quantum dots(QDs)constitute a perfect material for ink-jet printable large area displays,photovoltaics,light-emitting diode,bio-imaging luminescent markers and many other applications.For this ... Colloidal semiconductor quantum dots(QDs)constitute a perfect material for ink-jet printable large area displays,photovoltaics,light-emitting diode,bio-imaging luminescent markers and many other applications.For this purpose,efficient light emission/absorption and spectral tunability are necessary conditions.These are currently fulfilled by the direct bandgap materials.Si-QDs could offer the solution to major hurdles posed by these materials,namely,toxicity(e.g.,Cd-,Pb-or As-based QDs),scarcity(e.g.,QD with In,Se,Te)and/or instability.Here we show that by combining quantum confinement with dedicated surface engineering,the biggest drawback of Si—the indirect bandgap nature—can be overcome,and a‘direct bandgap’variety of Si-QDs is created.We demonstrate this transformation on chemically synthesized Si-QDs using state-of-the-art optical spectroscopy and theoretical modelling.The carbon surface termination gives rise to drastic modification in electron and hole wavefunctions and radiative transitions between the lowest excited states of electron and hole attain‘direct bandgap-like’(phonon-less)character.This results in efficient fast emission,tunable within the visible spectral range by QD size.These findings are fully justified within a tight-binding theoretical model.When the C surface termination is replaced by oxygen,the emission is converted into the well-known red luminescence,with microsecond decay and limited spectral tunability.In that way,the‘direct bandgap’Si-QDs convert into the‘traditional’indirect bandgap form,thoroughly investigated in the past. 展开更多
关键词 direct bandgap optical spectroscopy OPTOELECTRONICS organic capping silicon quantum dots tight binding model
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Direct bandgap photoluminescence from n-type indirect GaInP alloys
2
作者 CONG WANG BING WANG +2 位作者 RIKO I.MADE SOON-FATT YOON JURGEN MICHEL 《Photonics Research》 SCIE EI 2017年第3期239-244,共6页
This work studies Te doping effects on the direct bandgap photoluminescence(PL) of indirect Ga_(x)In_(1-x)P alloys(0.72 ≤ x ≤ 0.74). The temperature-dependent PL shows that the energy difference between direct Γ va... This work studies Te doping effects on the direct bandgap photoluminescence(PL) of indirect Ga_(x)In_(1-x)P alloys(0.72 ≤ x ≤ 0.74). The temperature-dependent PL shows that the energy difference between direct Γ valley and indirect X valleys is reduced due to the bandgap narrowing(BGN) effect, and the direct band transition gradually dominates the PL spectra as temperature increases. Carrier thermalization has been observed for Te-doped Ga_(x)In_(1-x)P samples, as integrated PL intensity increases with increasing temperature from 175 to 300 K. The activation energy for carrier thermalization is reduced as doping concentration increases. Both BGN effect and carrier thermalization contribute to the carrier injection into the Γ valley. As a result, the direct band transition is enhanced in the Te-doped indirect Ga_(x)In_(1-x)P alloys. Therefore, the PL intensity of the Ga_(0.74)In_(0.26) P sample with active doping concentration of 9 × 10^(17)cm^(-3)is increased by five times compared with that of a nominally undoped sample. It is also found that the PL intensity is degraded significantly when the doping concentration is increased to 5 × 10^(18)cm^(-3). From cross-section transmission electron microscopy,no large dopant clusters or other extended defects were found contributing to this degradation. 展开更多
关键词 type in IS on of for direct bandgap photoluminescence from n-type indirect GaInP alloys BGN from
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Ab-initio calculations of bandgap tuning of In1-xGaxY(Y=N,P)alloys for optoelectronic applications
3
作者 Muhammad Rashid Jamil M +3 位作者 Mahmood Q Shahid M Ramay Asif Mahmood A Ghaithan H M 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第11期467-474,共8页
The III–V alloys and doping to tune the bandgap for solar cells and other optoelectronic devices has remained a hot topic of research for the last few decades.In the present article,the bandgap tuning and its influen... The III–V alloys and doping to tune the bandgap for solar cells and other optoelectronic devices has remained a hot topic of research for the last few decades.In the present article,the bandgap tuning and its influence on optical properties of In1-xGaxN/P,where(x=0.0,0.25,0.50,0.75,and 1.0)alloys are comprehensively analyzed by density functional theory based on full-potential linearized augmented plane wave method(FP-LAPW)and modified Becke and Johnson potentials(TB-mBJ).The direct bandgaps turn from 0.7 eV to 3.44 eV,and 1.41 eV to 2.32 eV for In1-xGaxN/P alloys,which increases their potentials for optoelectronic devices.The optical properties are discussed such as dielectric constants,refraction,absorption,optical conductivity,and reflection.The light is polarized in the low energy region with minimum reflection.The absorption and optical conduction are maxima in the visible region,and they are shifted into the ultraviolet region by Ga doping.Moreover,static dielectric constant e1(0)is in line with the bandgap from Penn’s model. 展开更多
关键词 density functional theory direct bandgap III-V semiconductors tuning of optical band gap solar cell applications
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Si基光发射材料的探索 被引量:4
4
作者 黄美纯 张建立 +1 位作者 李惠萍 朱梓忠 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期419-424,共6页
由于Si基光发射材料具有与先进的Si微电子技术兼容和成本低廉的优势 ,一直是光电子集成 (OEIC)工程应用的首选材料。但由于体材料Si是一种间接带隙半导体 ,不可能成为有效的光发射体。如何通过已有的物理学原理和可行的微加工技术把它... 由于Si基光发射材料具有与先进的Si微电子技术兼容和成本低廉的优势 ,一直是光电子集成 (OEIC)工程应用的首选材料。但由于体材料Si是一种间接带隙半导体 ,不可能成为有效的光发射体。如何通过已有的物理学原理和可行的微加工技术把它改造成为有效的发光材料 ,甚至成为严格意义上的直接带隙材料 ,给实验研究工作者和材料设计理论工作者提出了挑战。除多孔Si之外 ,最近已有若干令人鼓舞的方案 ,包括Si纳米晶、Si/O超晶格和注硼位错工程等方法 ,实现了Si基材料的有效发光试验。本文在分析其中最令人关注的进展的基础上 ,认为要实现高效率、高响应速率的Si基发光材料 ,以适应超高速、大容量信息处理和传输的要求 ,较好的途径是直接设计出具有直接带隙的Si基材料。因为避免界面态参与发光过程 ,对于提高响应速度至关重要。但是如何设计直接带隙的半导体材料并没有现成的规则可依循。我们建议一个经验的对称性法则 ,并设计出一种新的硅基超晶格。通过计算机模拟计算表明 ,其中Se/Si10 /Se/Si10 /Se超晶格具有相当理想的直接带隙特征 ,其带隙处于红外波段。预期这类新材料及有关器件会有优越的光发射和各种光学性能 ,其制作也可方便地与硅微电子工艺兼容。因此 。 展开更多
关键词 Si基光发射材料 超晶格 直接带隙光发射 光电子材料 响应速度 发光材料 微电子技术
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Si基光电子学的研究与展望 被引量:10
5
作者 彭英才 ZHAO X W +1 位作者 傅广生 王英龙 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期273-285,共13页
Si基光电子学是为顺应二十一世纪以现代光通信和光电子计算机为主的信息科学技术发展需要,在全世界范围内迅速兴起的一个极为活跃的研究前沿。其最终目标之一是为了实现人们所期盼的全Si光电子集成电路。本文尝试性地评论了这一集Si材... Si基光电子学是为顺应二十一世纪以现代光通信和光电子计算机为主的信息科学技术发展需要,在全世界范围内迅速兴起的一个极为活跃的研究前沿。其最终目标之一是为了实现人们所期盼的全Si光电子集成电路。本文尝试性地评论了这一集Si材料技术、纳米技术、微电子技术以及光电子技术为一体的新型交叉学科,近年来在直接带隙Si基低维材料的设计、晶粒有序Si基纳米材料的制备与稳定高效Si基发光器件的探索等方面所取得的若干重要研究进展,并预测了全Si光电子集成技术的未来发展趋势。 展开更多
关键词 光电子学 直接带隙Si基低维材料 晶粒有序Si基纳米材料 稳定高效Si基发光器件 全Si 光电子集成
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级联一维光子晶体全方位反射器的带宽最大化 被引量:5
6
作者 张娟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期40-45,共6页
理论研究了由级联一维光子晶体构成的光子异质结构的全方位透射(反射)特性.其中各级联光子晶体的高低折射率介质相同、光学厚度比不同.以两个光子晶体级联的结构为对象,利用传输矩阵方法系统研究了不同偏振态光在不同入射角时光子帯隙... 理论研究了由级联一维光子晶体构成的光子异质结构的全方位透射(反射)特性.其中各级联光子晶体的高低折射率介质相同、光学厚度比不同.以两个光子晶体级联的结构为对象,利用传输矩阵方法系统研究了不同偏振态光在不同入射角时光子帯隙的变化,得出实现全方位光子带隙的最大展宽条件,即前一光子晶体的帯隙上限要和后一光子晶体的带隙下限在最大入射角时重合.分别给出了满足和不满足该最大展宽条件的级联结构的全方位带隙参量,通过对全方位带隙宽度的比较说明了满足最大展宽条件的级联结构具有最大的全方位带隙宽度. 展开更多
关键词 一维光子晶体 异质结构 光子帯隙 全方位反射器 扩展
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一种电磁带隙结构的快速分析方法 被引量:10
7
作者 梁乐 梁昌洪 +1 位作者 陈亮 苏子剑 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期793-796,共4页
使用直接传输方法分析有限周期Mushroom-like电磁带隙结构的表面波带隙,与无限周期的电磁带隙结构表面波色散能带图相比,该方法能大大缩短分析时间。将电磁带隙结构放置于波导底面,通过计算波导的传输系数,分析了不同波导高度和电磁带... 使用直接传输方法分析有限周期Mushroom-like电磁带隙结构的表面波带隙,与无限周期的电磁带隙结构表面波色散能带图相比,该方法能大大缩短分析时间。将电磁带隙结构放置于波导底面,通过计算波导的传输系数,分析了不同波导高度和电磁带隙结构周期数对带隙范围的影响。加工了Mushroom-like电磁带隙结构样品,并使用一对探针耦合的方法测量了电磁带隙结构的TE和TM表面波带隙,实验结果表明使用直接传输方法确定的表面波带隙与测量数据吻合良好,证明了此方法的有效性。 展开更多
关键词 直接传输方法 TEM波导 传输系数 电磁带隙 表面波
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基于PMC基底与PBG覆层的新型微带天线的研究 被引量:1
8
作者 朱方明 胡骏 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期969-972,共4页
从结构紧凑且方向性高的目的出发,设计了一种既有完全磁导体(PMC)基底又有光子晶体(PBG)覆层的新型电磁晶体贴片天线,用全波模拟方法研究了该新型天线的输入回波损耗、辐射方向图、增益和方向性系数等性能,模拟结果表明,加入PMC结构和PB... 从结构紧凑且方向性高的目的出发,设计了一种既有完全磁导体(PMC)基底又有光子晶体(PBG)覆层的新型电磁晶体贴片天线,用全波模拟方法研究了该新型天线的输入回波损耗、辐射方向图、增益和方向性系数等性能,模拟结果表明,加入PMC结构和PBG覆层以后天线的方向性得到了很大的提高.PMC基底结构将天线的方向性系数由原来的7.0 dB提高到10.16 dB,PBG覆层结构则将天线的方向性系数提高到13.7 dB,既有PMC基底又有PBG覆层结构的新型电磁晶体天线的方向性系数被进一步提高到了14.3 dB,接近于具有相同尺寸和工作频率的天线的理论极限(14.6 dB). 展开更多
关键词 完全磁导体 光子晶体 贴片天线 方向性系数
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Bright trions in direct-bandgap silicon nanocrystals revealed by low-temperature single-nanocrystal spectroscopy
9
作者 Katerina Kusova Ivan Pelant Jan Valenta 《Light(Science & Applications)》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第1期179-186,共8页
Strain-engineered silicon nanocrystals(SiNCs)have recently been shown to possess direct bandgap.Here,we report the observation of a rich structure in the single-nanocrystal photoluminescence spectra of strain-engineer... Strain-engineered silicon nanocrystals(SiNCs)have recently been shown to possess direct bandgap.Here,we report the observation of a rich structure in the single-nanocrystal photoluminescence spectra of strain-engineered direct-bandgap SiNCs in the temperature range of 9–300 K.The relationship between individual types of spectra is discussed,and the numerical modeling of spectral diffusion of the experimentally acquired spectra reveals a common origin for most types.The intrinsic spectral shape is shown to be a structure that contains three peaks,approximately 150 meV apart,each of which possesses a Si phonon substructure.Narrow spectral lines,reaching ≤ meV at 20 K,are detected.The observed temperature dependence of the spectral structure can be assigned to the radiative recombination of positively charged trions,in contrast to several previous reports linking a very similar shape to phonons in the surface capping layers.Our result serves as strong additional support for the direct-bandgap nature of the investigated SiNCs. 展开更多
关键词 direct bandgap low-temperature single-nanocrystal spectroscopy silicon nanocrystals TRIONS
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低温共烧陶瓷工艺制备EBG定向天线
10
作者 李勃 陈兵洋 +7 位作者 孟令宝 张晓青 庞新锋 张华 伍隽 郭海 周济 李龙土 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期34-36,共3页
通过低温共烧陶瓷(LTCC)工艺制备出禁带位于超宽带(UWB)范围的电磁波禁带(EBG)天线陶瓷基板,其电磁波禁带位于4.0~5.5 GHz。在基板上制备了片式天线,在微波暗室中对天线方向性进行测试。结果发现,与没有EBG结构的片式天线相比... 通过低温共烧陶瓷(LTCC)工艺制备出禁带位于超宽带(UWB)范围的电磁波禁带(EBG)天线陶瓷基板,其电磁波禁带位于4.0~5.5 GHz。在基板上制备了片式天线,在微波暗室中对天线方向性进行测试。结果发现,与没有EBG结构的片式天线相比,其在H面主瓣方向上的增益提高了约4 dB,背瓣方向辐射强度平均降低了10 dB左右,证明EBG结构能够有效改善天线在空间辐射的方向性。 展开更多
关键词 定向天线 低温共烧陶瓷 电磁波禁带
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具有表面波完全极化禁带的平面特异材料的定向辐射效应(英文)
11
作者 曹扬 刘元云 +4 位作者 余兴 吴秉横 顾昊 冯红全 李宏强 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1683-1686,共4页
从理论和实验上研究了镂有三角晶格小孔阵列的金属薄板表面波禁带行为,通过改变小孔直径以及其他几何参数,发现三角晶格是表面波完全极化禁带产生的原因。利用该表面波完全禁带实现了点源的定向辐射。通过测量放在该平板表面的偶极子天... 从理论和实验上研究了镂有三角晶格小孔阵列的金属薄板表面波禁带行为,通过改变小孔直径以及其他几何参数,发现三角晶格是表面波完全极化禁带产生的原因。利用该表面波完全禁带实现了点源的定向辐射。通过测量放在该平板表面的偶极子天线辐射源的远场方向图,观测到在表面波完全禁带里面,远场方向图的E面和H面半高宽分别只有5.6°和6.2°。 展开更多
关键词 特异材料 表面波完全极化禁带 定向辐射
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基于新型1200V碳化硅(SiC)MOSFET的三相双向逆变器的研究 被引量:2
12
作者 刘学超 黄建立 叶春显 《电源学报》 CSCD 2016年第4期59-65,81,共8页
研究了基于新一代宽禁带1 200 V碳化硅(SiC)MOSFET三相双向逆变器,由于SiC MOSFET的高耐压、低损耗、高开关频率特性,逆变电路的拓扑结构得到简化,并提高了功率密度和可靠性。同时,利用碳化硅MOSFET的双向第三象限导通特性,与硅基IGBT... 研究了基于新一代宽禁带1 200 V碳化硅(SiC)MOSFET三相双向逆变器,由于SiC MOSFET的高耐压、低损耗、高开关频率特性,逆变电路的拓扑结构得到简化,并提高了功率密度和可靠性。同时,利用碳化硅MOSFET的双向第三象限导通特性,与硅基IGBT相比省略了开关器件的反并联二极管。20 k VA实验样机验证了在该中大功率三相双向逆变器中SiC MOSFET相比硅基IGBT方案的优势。 展开更多
关键词 碳化硅 宽禁带 双向逆变器 反并联二极管 第3象限
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随机声子晶体不确定性分析的直接概率积分法
13
作者 李骜 陈国海 杨迪雄 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期701-709,共9页
由于制造工艺存在大量不确定因素,声子晶体材料属性不可避免地具有随机不确定性,使得声子晶体的物理响应呈现随机性,进而对声子晶体的减振降噪性能造成不利影响。如果采用传统的蒙特卡洛方法对随机声子晶体的物理响应进行不确定性量化,... 由于制造工艺存在大量不确定因素,声子晶体材料属性不可避免地具有随机不确定性,使得声子晶体的物理响应呈现随机性,进而对声子晶体的减振降噪性能造成不利影响。如果采用传统的蒙特卡洛方法对随机声子晶体的物理响应进行不确定性量化,则计算代价昂贵。为此,本文基于高效的直接概率积分法对含随机材料参数的声子晶体开展不确定性量化研究。首先,在直接概率积分法框架下,对随机声子晶体能带结构的上下边界频率、带隙宽度和频率响应函数进行了不确定性量化,考察了随机参数大变异性对声子晶体带隙宽度的影响。然后,建立了声子晶体减振降噪可靠度计算公式,对考虑随机不确定性影响下的声子晶体减振降噪性能进行了定量评估。通过与蒙特卡洛方法比较,两个算例验证了直接概率积分法在随机声子晶体不确定性传播和减振降噪可靠性评估中的准确性和高效性。最后,基于直接概率积分法对局域共振型随机声子晶体进行了可靠度分析。结果表明,橡胶材料的随机性对局域共振型声子晶体减振降噪性能有较大影响。 展开更多
关键词 声子晶体 直接概率积分法 可靠度 概率密度函数 带隙特性
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Bismuth-based halide double perovskite Cs_(2)KBiCl_(6): Disorder and luminescence
14
作者 Pan Liu Yanming Sun +6 位作者 Alberto J.Fernández-Carrión Bowen Zhang Hui Fu Lunhua He Xing Ming Congling Yin Xiaojun Kuang 《Chinese Chemical Letters》 SCIE CAS CSCD 2024年第5期504-508,共5页
A new bismuth-based halide double perovskite Cs_(2)KBiCl_(6) was isolated successfully through solid-state reactions and investigated using X-ray and neutron diffraction.Rather than an ordered structure,the crystal st... A new bismuth-based halide double perovskite Cs_(2)KBiCl_(6) was isolated successfully through solid-state reactions and investigated using X-ray and neutron diffraction.Rather than an ordered structure,the crystal structure consists of shifted Cs,K,Bi,and Cl sites from the ideal positions with fractional occupancy in compensation,leading to variable local coordination of Cs^(+)ions,as revealed by^(133)Cs solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy.Cs_(2)KBiCl_(6) displays volume hysteresis at 5-298 K range upon heating and cooling.The Cs_(2)KBiCl_(6) has a direct bandgap of 3.35(2)eV and red-shift luminescence of around 600 nm upon Mn doping compared with the Na analogue.The stabilization of disordered structure in Cs_(2)KBiCl_(6) is related to two factors including the large-sized K^(+)cation which prefers to coordinate with more than six Cl^(-),and the Bi^(3+)with 6s^(2) lone pair which has a preference for a local asymmetric environment.These findings could have general application and help to understand the structure and property of halide perovskites. 展开更多
关键词 Halide perovskite Double perovskite LUMINESCENCE Disordered structure direct bandgap
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飞秒激光诱发直接带隙半导体瞬态漂白效应建模 被引量:4
15
作者 豆贤安 孙晓泉 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期30-35,共6页
在建立瞬态光谱吸收系数模型的基础上,结合超快载流子动力学机制,建立了可以描述飞秒激光诱发直接带隙半导体瞬态漂白机制的理论模型,对飞秒激光诱发直接带隙半导体的瞬态漂白特性进行了数值仿真研究。结果表明,飞秒激光不仅可以诱发对... 在建立瞬态光谱吸收系数模型的基础上,结合超快载流子动力学机制,建立了可以描述飞秒激光诱发直接带隙半导体瞬态漂白机制的理论模型,对飞秒激光诱发直接带隙半导体的瞬态漂白特性进行了数值仿真研究。结果表明,飞秒激光不仅可以诱发对应波长的瞬态漂白,还能导致激发波长到半导体长波限的宽光谱范围的瞬态漂白,且波长越长漂白现象越明显,甚至会引发能带底部出现负吸收现象。 展开更多
关键词 激光技术 飞秒激光 超快载流子动力学 直接带隙半导体 光学漂白
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单偏振双芯光子带隙光纤定向耦合器 被引量:3
16
作者 李绪友 许振龙 +3 位作者 凌卫伟 刘攀 夏琳琳 杨汉瑞 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期210-216,共7页
提出了一种基于双芯光子带隙光纤(PBF)的单偏振(SP)定向耦合器,利用全矢量有限元方法(FEM)对其耦合特性进行了研究。结果表明:通过适当调整纤芯间微孔的大小及掺杂折射率可在耦合器获得SP特性;而纤芯间微孔椭圆率的变化并不会对其SP特... 提出了一种基于双芯光子带隙光纤(PBF)的单偏振(SP)定向耦合器,利用全矢量有限元方法(FEM)对其耦合特性进行了研究。结果表明:通过适当调整纤芯间微孔的大小及掺杂折射率可在耦合器获得SP特性;而纤芯间微孔椭圆率的变化并不会对其SP特性造成干扰,耦合器具有较高的结构参数容错性;通过优化参数,最终获得了一种长度仅为0.403mm的SP定向耦合器。该耦合器在全保偏PBF(PM-PBF)谐振腔应用中,能同时起到分束器及起偏器的作用,可以破坏次本征偏振态(ESOP)的谐振条件,有效抑制次ESOP的传输。这种具有较短长度的SP定向耦合器模场可与之前提出的PM-PBF的模场相匹配,有利于搭建起全PM-PBF谐振腔,这对抑制谐振式光纤陀螺(RFOG)热致偏振串扰噪声、提高RFOG的长期稳定性具有重要意义。 展开更多
关键词 光纤光学 光子带隙光纤 单偏振定向耦合器 谐振式光纤陀螺 热致偏振串扰
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g-C3N4及其前驱体的性质及应用
17
作者 韩清珍 温浩 《科研信息化技术与应用》 2018年第4期45-54,共10页
无机非金属氮化碳材料由于电子结构独特、不含金属、化学性质稳定且具有一定的可见光响应等,在能源和材料领域的地位日益突出,具有越来越广阔的研究和应用前景。基于氮化碳材料的二维层状结构和性质特征及其相关应用,本文采用密度泛函... 无机非金属氮化碳材料由于电子结构独特、不含金属、化学性质稳定且具有一定的可见光响应等,在能源和材料领域的地位日益突出,具有越来越广阔的研究和应用前景。基于氮化碳材料的二维层状结构和性质特征及其相关应用,本文采用密度泛函理论超软赝势方法,对氮化碳前驱体(melon)、氮氢缺陷前驱体以及石墨相氮化碳(g-C3N4)晶体及其表面结构、能带以及功函数等进行了研究,分析了二维氮化碳材料的物化性质与微观结构的关系。结果表明:Melon为直接带隙半导体,随着结构中氢键的减少,不同层状结构表面的价带和导带边缘位置均会发生改变,从直接带隙变为间接带隙又变回直接带隙半导体,说明可以通过材料表面结构设计达到调控其带隙和光学性质实现不同应用的目的。另外,研究发现不同二维氮化碳材料的费米能级随表面氢键的减少而上移,导致功函数随之减小,表面反应活性增强。本研究结果对促进二维氮化碳材料的广泛应用提供了前提和理论基础,同时也为二维材料结构设计提供了新思路和应用示范。 展开更多
关键词 二维氮化碳材料 结构设计 直接带隙 间接带隙 构效关系
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直接带隙Ge_(1-x)Sn_x本征载流子浓度研究
18
作者 白敏 宣荣喜 +3 位作者 宋建军 张鹤鸣 胡辉勇 舒斌 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第23期434-439,共6页
通过合金化改性技术,Ge可由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体.改性后的Ge半导体可同时应用于光子器件和电子器件,极具发展潜力.基于直接带隙Ge1-x Sn x半导体合金8带Kronig-Penny模型,重点研究了其导带有效状态密度、价带有效状态密... 通过合金化改性技术,Ge可由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体.改性后的Ge半导体可同时应用于光子器件和电子器件,极具发展潜力.基于直接带隙Ge1-x Sn x半导体合金8带Kronig-Penny模型,重点研究了其导带有效状态密度、价带有效状态密度及本征载流子浓度,旨在为直接带隙改性Ge半导体物理的理解及相关器件的研究设计提供有价值的参考.研究结果表明:直接带隙Ge1-x Sn x合金导带有效状态密度随着Sn组分x的增加而明显减小,价带有效状态密度几乎不随Sn组分变化.与体Ge半导体相比,直接带隙Ge1-x Sn x合金导带有效状态密度、价带有效状态密度分别低两个和一个数量级;直接带隙Ge1-x Sn x合金本征载流子浓度随着Sn组分的增加而增加,比体Ge半导体高一个数量级以上. 展开更多
关键词 Ge1-xSnx 直接带隙 本征载流子浓度
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二维In_(2/3)PSe_(3)纳米片的制备及其光电探测性能
19
作者 刘贵恒 孙宗栋 +4 位作者 苏建伟 冯昕 彭乔俊 李会巧 翟天佑 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第31期4036-4044,共9页
In_(2/3)PSe_(3)因其对称性破缺的晶体结构、良好的发光性质和直接带隙特性,在光电子器件领域具有巨大的应用潜力.本研究采用化学气相输运法合成了In_(2/3)PSe_(3)单晶并通过机械剥离方法获得了二维In_(2/3)PSe_(3)纳米片.借助二次谐波(... In_(2/3)PSe_(3)因其对称性破缺的晶体结构、良好的发光性质和直接带隙特性,在光电子器件领域具有巨大的应用潜力.本研究采用化学气相输运法合成了In_(2/3)PSe_(3)单晶并通过机械剥离方法获得了二维In_(2/3)PSe_(3)纳米片.借助二次谐波(second-harmonic generation,SHG)和光致发光(photoluminescence,PL)光谱对其非线性光学和发光性质进行了系统的研究,结果表明In_(2/3)PSe_(3)纳米片具有本征对称性破缺的晶体结构和优异的发光性质.通过微纳加工技术构筑了基于In_(2/3)PSe_(3)纳米片的光探测器并研究了其光探测性能.基于In_(2/3)PSe_(3)纳米片的光探测器在365 nm波长的光照下,具有极低的暗电流(25 f A)、优异的探测度(6.28×10^(11)Jones)、高的开关比(4×10^(4))以及超快的响应速度(14μs/24μs).这些优异的光电性能预示着In_(2/3)PSe_(3)有潜力成为新一代高性能光探测器的核心材料. 展开更多
关键词 二维材料 In_(2/3)PSe_(3) 直接带隙 非线性光学 光学器件
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A family of high-temperature ferromagnetic monolayers with locked spin-dichroism-mobility anisotropy: MnNX and CrCX(X=Cl,Br,I;C=S,Se,Te) 被引量:5
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作者 Cong Wang Xieyu Zhou +3 位作者 Linwei Zhou Ning-Hua Tong Zhong-Yi Lu Wei Ji 《Science Bulletin》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第5期293-300,共8页
Two-dimensional magnets have received increasing attention since Cr_2Ge_2Te_6 and CrI_3 were experimentally exfoliated and measured in 2017. Although layered ferromagnetic metals were demonstrated at room temperature,... Two-dimensional magnets have received increasing attention since Cr_2Ge_2Te_6 and CrI_3 were experimentally exfoliated and measured in 2017. Although layered ferromagnetic metals were demonstrated at room temperature, a layered ferromagnetic semiconductor with high Curie temperature(Tc) is yet to be unveiled. Here, we theoretically predicted a family of high Tcferromagnetic monolayers, namely MnNX and CrCX(X = Cl, Br and I; C = S, Se and Te). Their Tcvalues were predicted from over 100 K to near 500 K with Monte Carlo simulations using an anisotropic Heisenberg model. Eight members among them show semiconducting bandgaps varying from roughly 0.23 to 1.85 eV. These semiconducting monolayers also show extremely large anisotropy, i.e. ~10~1 for effective masses and ~10~2 for carrier mobilities, along the two in-plane lattice directions of these layers. Additional orbital anisotropy leads to a spin-locked linear dichroism, in different from previously known circular and linear dichroisms in layered materials.Together with the mobility anisotropy, it offers a spin-, dichroism-and mobility-anisotropy locking.These results manifest the potential of this 2D family for both fundamental research and high performance spin-dependent electronic and optoelectronic devices. 展开更多
关键词 Two-dimentional materials FIRST-PRINCIPLES calculation Strong MOBILITY ANISOTROPY Spin-locked linear DICHROISM High-temperature FERROMAGNETS direct bandgap semic on ductor
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