Ⅱ-Ⅵ族多元化合物半导体晶体生长及器件研究进展

Ⅱ-Ⅵ族多元(三元及三元以上)化合物半导体晶体是一类非常重要的光电子材料,多为闪锌矿结构,具有直接跃迁型能带结构。可以通过掺入不同的杂质获得n型或者p型半导体晶体材料。这些晶体具有原子序数大、电阻率高、载流子迁移率寿命积大、光吸收系数好等特点,可用于室温辐射探测器、太阳能电池、法拉第磁性器件等领域。本文介绍了Ⅱ-Ⅵ族多元化合物半导体晶体的结构和物理性质,结合生长方法综述了晶体生长的研究进展,分析讨论了器件的主要应用,并展望了该类晶体材料未来的发展方向。

酰胺化合物对U(Ⅵ),Eu(Ⅲ),Sr(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的萃取

研究了酰胺荚醚 (PAⅡ )和二 (1 甲基庚基 )乙酰胺 (N 50 3)在硝酸溶液中对U(Ⅵ ) ,Eu(Ⅲ ) ,Sr(Ⅱ )和Fe(Ⅲ )的萃取。结果表明 ,PAⅡ对U(Ⅵ ) ,Eu(Ⅲ ) ,Sr(Ⅱ )均有良好的萃取性能 ,N 50 3只萃取U(Ⅵ ) ,两种萃取剂对Fe(Ⅲ )

Ⅱ-Ⅵ族镉化物材料的MBE生长及器件应用进展

Ⅱ-Ⅵ族镉(Cd)化物,如CdTe、CdSe、CdSeTe等具有直接带隙、光学吸收系数高和电学特性优异等突出特点,在太阳电池、X及γ射线探测器、红外焦平面阵列(FPA)等方面均得到了广泛应用。文章简要综述了近年来用分子束外延(MBE)工艺生长镉化物微结构材料的研究进展和器件应用动态,并对镉化物在光电子领域中的发展前景进行了展望。

有机包裹的Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点的制备与表征

介绍了单分散量子点的无机成核/有机包裹的合成方法,并通过选择性沉淀可以得到单分散的半导体量子点;介绍了TEM,XRD,UVV-is吸收谱对纳米Ⅱ-Ⅵ族量子点的表征。

Ⅱ-Ⅵ族化合物原子间两体势的第一性原理研究

本文采用基于第一性原理的Hartree-Fork(HF)方法和密度泛函理论(DFT)计算了CdS、CdSe、CdTe、HgTe等Ⅱ-Ⅵ族化合物的两体相互作用势,并与实验数据进行了比较.分析了计算中基组对计算结果的影响,以及各种近似方法的优缺点.采用Lennard-Jones势、Born-Mayer势和Morse势函数分别对势能值进行拟合,结果表明采用Morse势拟合的势能曲线与计算结果符合最好,说明普遍应用于共价分子的Morse势也同样适用于对Ⅱ-Ⅵ族二聚体的两体势描述.

宽带Ⅱ-Ⅵ族半导体及其低维结构的生长和光学性质研究进展

本文系自1979年以来,宽带Ⅱ-Ⅵ族半导体研究组取得的主要研究成果的简要介绍。取得的主要研究成果可分为如下六个方面:第一,系统地研究了宽带Ⅱ-Ⅵ族半导体在电场激发下的自由激子发射;第二,创造性地提出并实现了利用宽带Ⅱ-Ⅵ族超晶格的室温激子效应来实现在蓝绿区快响应的光学双稳的物理思想;第三,深入研究了宽带Ⅱ-Ⅵ族超晶格中的激子行为以及激子与元激发态的相互作用,为利用激子获得有效蓝色自发和受激发射提供物理基础和实验途径;第四,研究了ZnSe基非对称双量子阱和组合超晶格中激子的隧穿以及激子的自发和受激发射;第五,CdSe和ZnSeS自组装量子点的生长及其形成机理;第六,ZnO薄膜的生长及其紫外发射特性。

Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点及其聚合物纳米复合材料的制备

Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点及其聚合物纳米复合材料在光催化剂、电致或光致发光器件等方面都有优异的表现。这些材料的性能依赖于它们的制备方法。一方面半导体量子点必须稳定,另一方面量子点的发光性能要好,因此控制量子点的尺寸分布和表面状态非常重要。本文综述了Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点及其聚合物纳米复合材料的制备方法以及各种方法的特点,并讨论了其发展动态。

Ⅱ～Ⅵ族半导体量子点合成方法的研究进展

半导体量子点是固体发光材料中的一个新兴领域，对它的研究涉及多学科的交叉。该纳米材料具有独特的结构和物理、化学性能，被广泛应用于生物探针、激光器、光电子器件等领域。主要介绍并分析比较了Ⅱ～Ⅵ族半导体量子点的合成方法、研究进展及各种方法间的优缺点。

Ⅱ-Ⅵ族化合物中原子间两体及三体相互作用势的理论研究

采用基于密度泛函理论和Hartree-Fork的第一性原理方法,计算了CdS、CdSe、CdTe、HgTe等Ⅱ-Ⅵ族化合物中原子间的两体及三体相互作用势,分析了基组及计算方法的选择对计算结果的影响。采用Lennard-Jones、Born-Mayer和Morse势函数对两体相互作用势进行拟合,得到相应的拟合参数及误差值,结果表明普遍应用于共价分子的Morse势也同样适用于Ⅱ-Ⅵ族原子二聚体。考虑到多体相互作用势必须考虑角度因素,采用Stilling-Weber势函数对三体势进行了拟合研究,结果亦较为理想。

铜(Ⅱ)-铬(Ⅵ)复合均匀胶体粒子的制备

报导在尿素存在下通过均相沉淀法由硝酸铜和重铬酸铵制备复合均匀胶体粒子的结果．研究了一些实验参数对其组成、形态和粒子大小的影响．确定了胶体粒子的制备条件．结果观测到，由硝酸铜和重铬酸铵溶液形成了球形的多刺的粒子，它的组成为水含铅酸铜．

Ⅱ-Ⅵ族半导体远红外反射光谱与电学参量

测量了Ⅱ－Ⅵ族半导体材料Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ、ＺｎＳｅ等的远红外反射光谱，拟合得到样品的载流子浓度、迁移率。

Ⅱ-Ⅵ族化合物(Hg_(1-x)Cd_xTe)非晶薄膜的半导体性质

本文对用蒸发法制备的非晶和多晶碲镉汞(Hg_(1-x)Cd_xTe)薄膜的结构特性及其光学和电学性质进行了研究。在800—2600nm的波长范围内测量了样品的透过率,得到了非晶和多晶状态相应的光学隙分别为1eV以上和0.65eV左右。对非晶样品的退火实验发现,在90—100℃区间退火使非晶样品的结构转变为多晶,同时电阻率突然变小约5个数量级和光学隙由1eV以上突变为0.62eV左右。在20—300K的温度范围内,分别测量了非晶与多晶样品的电阻率,所得结果可用现代非晶半导体理论进行解释。

Ⅱ-Ⅵ族半导体薄膜的特性

(东南大学,南京 210008) 重点介绍Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体薄膜的特性,特别是CdS和CdSe。利用密封空间汽化传输技术制作的CdS薄膜具有低的电阻(300K时,σ为0.88～1.34Ω^(-1)·cm^(-1))、高的载流子迁移率。X射线衍射仪分析表明:在(002)面择优生长,薄膜特性与制膜工艺有明显的关系,淀积后的退火和就地腐蚀能增大晶粒尺寸,减少晶粒边界。同时介绍了CdSe太阳电池的特性。

用光波导方法测量Ⅱ—Ⅵ族半导体的光学非线性和光学双稳

本文报道利用光波导方法在ＧａＡｓ衬底上制备的Ⅱ—Ⅵ族半导体单晶薄膜和超晶格中所观测到的光学吸收、光学非线性和瞬态光学双稳的实验结果。

Ⅱ—Ⅵ族半导体材料散射特性的高次有限元分析

用有限元和场匹配相结合的方法分析了Ⅱ-Ⅵ族半导体材料的散射特性。该方法能一次求出纵向模匹配所需要的所有本征模函数,并避开了多模网络方法中求解复超越方程的困难,简化了求解过程。本方法和多模网络方法计算的结果与多个样品的测试值进行了比较,彼此吻合得很好,表明本文方法不仅通用精确,而且具有很高的解题效率。

Ⅱ-Ⅵ族材料在叠层太阳能电池中的应用

Ⅱ-Ⅵ族材料ZnSe、CdSe、ZnTe、CdTe等具有禁带宽度大,少子寿命对位错不敏感等优点,可以作为一种新的材料体系应用于叠层太阳能电池中。此类材料既能够与铜铟镓硒电池、Ⅲ-Ⅴ族材料、单晶Si等相结合,也可将不同的Ⅱ-Ⅵ族材料相结合制备多结电池。本文介绍了上述几种思路的理论及实验研究现状,以及Ⅱ-Ⅵ族材料顶电池的研究进展;同时分析了阻碍Ⅱ-Ⅵ族半导体材料应用的单极性掺杂问题,介绍了提高掺杂水平可能的途径。

Ⅱ-Ⅵ族三元合金薄膜生长与掺杂工艺研究现状

相对于Ⅱ-Ⅵ族二元化合物,三元合金在调节带隙宽度和晶格常数上的灵活性使其应用前景更加广阔,并有希望解决Ⅱ-Ⅵ族材料普遍存在的单极性掺杂难题而成为未来新型光电器件发展的一个重要方向。文章着重介绍了分子束外延(MBE)技术生长ZnSeTe、CdZnTe、CdSeTe等Ⅱ-Ⅵ族三元合金单晶薄膜的研究现状,分析了MBE生长三元合金时需要考虑的问题,介绍了Ⅱ-Ⅵ族半导体材料n/p型掺杂的常用元素和掺杂方式,讨论了限制Ⅱ-Ⅵ族材料有效掺杂的物理机制和三元合金在掺杂方面的研究动态,并对三元合金薄膜的发展前景进行了展望。

硅基Ⅱ-Ⅵ族单结及多结太阳电池研究进展

Ⅱ-Ⅵ族材料具有少子寿命对位错不敏感、禁带宽度范围大及成本低等优点,分子束外延(MBE)生长的Si基Ⅱ-Ⅵ族材料可以作为新的材料体系应用于多结太阳电池中,并且开发新型Si基Ⅱ-Ⅵ族多结电池的效率有可能高于目前的Ⅲ-Ⅴ族多结电池。综述了MBE生长的Si基高质量CdTe和CdZnTe单晶薄膜以及对其进行n型和p型掺杂实验的研究进展。着重介绍了美国EPIR公司对以p-Si为衬底的CdZnTe单结电池和CdZnTe/Si双结电池原型器件的研究成果,其光伏转换效率分别达到了16%和17%,分析了研制高效率Si基Ⅱ-Ⅵ族多结电池面临的技术问题和提高电池效率的可能途径。

Ⅱ-Ⅵ半导体纳米材料研究进展

综述了各种Ⅱ-Ⅵ半导体纳米材料的研究现状、性质、应用及制备方法,并对该领域今后的发展作了展望。

Ge衬底上的Ⅱ-Ⅵ族化合物MBE生长研究

本文报道了单晶ZnSe、ZnTe和CdTe薄膜在Ge(100)衬底上的MBE生长,用RHEED观察了其生长规律,并对样品作了X光衍射及SIMS等测试分析。观察到衬底与外延层之间存在晶向偏角。对这一现象进行了理论解释。