掺杂PVK薄膜的荧光谱及掺杂机制

根据ＰＶＫ掺杂后荧光谱的改变，提出了ＰＶＫ掺杂的掺杂机制，沿ＰＰＶ链是极化子和双极化子态，而链间是由于双极化子的跃迁。实践结果与模型相符。

BCZT陶瓷的Nd^(3+)掺杂机制与介电性能研究

采用固相合成法制备了(Ba_(0.92-x)Ca_(0.08)Nd_x)(Ti_(0.82)Zr_(0.18))O_3(0≤x≤0.02)陶瓷样品,借助XRD、LCR等手段对该陶瓷的结构和介电性能进行了研究。结果表明:当x=0.015时,陶瓷样品出现第二相。通过GULP软件模拟计算并结合实验数据分析可知:随着Nd^(3+)浓度增加,Ti^(4+)空位补偿机制优先发生,可能伴有少量自我补偿。增大Nd^(3+)掺杂量,介电常数与介电损耗均呈现下降趋势,介电峰值扩展并向低温移动。随着Nd^(3+)掺杂量增加,陶瓷样品呈现弛豫型铁电体特征,这与偏离平衡位置Nd^(3+)和缺陷偶极子[4Nd_(Ba)~·+V_(Ti)~″″]产生的无规场有关。

XPS法对聚乙炔化学掺杂机制的研究

用XPS(X射线光电子能谱法)研究了十余种掺杂聚乙炔的电荷转移过程,发现对大部分掺杂剂,由C1s谱裂分所计算的电荷转移量与掺杂剂的氧化电位直接相关.一些强氧化性或过渡金属质子酸也符合这一规律,同时观察到掺杂后这些氧化性质子酸本身发生价态变化.因此这些质子酸的掺杂不是文献中所报道的质子酸机制而是氧化还原机制.

开管铝镓扩散的掺杂机制

针对铝乳胶源涂布与气相镓相结合的开管受主双质扩散技术。

宽禁带半导体掺杂机制研究进展

随着电子信息技术进入后摩尔时代,人们期望探寻一些新材料、新技术以推进半导体科学技术的发展.作为新一代战略电子材料,宽禁带半导体的技术应用近年来取得了飞速发展.宽禁带半导体的掺杂与缺陷调控是实现其重要应用价值的关键科学基础.本文主要介绍了我们和合作者近期围绕碳化物、氧化物、氮化物宽禁带半导体中掺杂与缺陷机理及性能调控展开的研究工作,具体包括:(1)探究4H-SiC中本征缺陷的电学和动力学性质,解释了实验上4H-SiC的有效氢钝化现象的内在物理机制;(2)研究In_(2)O_(3)中过渡金属元素的掺杂物理性质,提出了过渡金属掺杂的设计原则,并预测过渡金属Zr、Hf和Ta在In_(2)O_(3)中具有优异的n型特性;(3)采用轻合金化法调控Ga_(2)O_(3)材料的价带顶位置,并通过选取合适的受主杂质(如CuGa),有望使(Bi_(x)Ga_(1–x))_(2)O_(3)合金成为高效的p型掺杂宽禁带半导体;(4)研究Be和Mg在GaN中的缺陷行为,澄清Be掺杂比Mg掺杂具有更深受主能级的物理机制;(5)提出量子工程非平衡掺杂方法来调制AlGaN的价带,实现其高效p型掺杂;(6)探究缺陷掺杂行为随应力变化的普适性规律,并阐述如何通过压力调控在GaN中实现更高性能的p型掺杂.这些工作不仅加深了对宽禁带半导体材料的电子结构及掺杂与缺陷物理特性的理解,也对基于宽禁带半导体材料的器件设计与实际应用起到重要的指导和推进作用.

S掺杂纳米TiO2的可见光响应机制

以硫脲为S的源物质,以钛酸丁酯为TiO2的前驱体,采用溶胶-凝胶法制备S-TiO2光催化剂。利用XRD,XPS和FTIR等技术分析S掺杂对TiO2晶格结构的影响,并探讨元素S在TiO2晶格中的化学状态以及所形成的化学键的类型。结果表明:掺杂的S以S4+进入TiO2晶格中取代部分Ti4+,形成Ti1-xSxO2催化剂;S4+在TiO2的价带上形成1个电子占据能级,价带上的电子占据能级的价带顶位主要由S3p态构成,同时S3p也有助于形成1个由Ti3d和O2p态构成的导带,S3p态与价带的交叉使价带变宽,导致能带变窄,从而改善TiO2的光谱响应,使吸收边缘扩展到可见光的区域。对亚甲基蓝的光降解实验结果证实硫掺杂明显提高了光催化活性。

Al–Sc共掺杂ZnO透明导电薄膜的掺杂机制

采用溶胶-凝胶法制备Al-Sc共掺杂ZnO透明导电薄膜,考察了结晶性、晶界状态、紫外-可见光透射光谱及Hall效应,并讨论其掺杂机制,结果表明:Sc单独掺杂时,晶粒尺寸变小,结晶性变差,晶粒表面包裹一层非晶相,透射光谱存在较大的吸收谷,无导电性;Al-Sc共掺杂时,晶粒表面无非晶相,c轴择优取向性和晶界状态变优,透射光谱无大的吸收谷,载流子迁移率比Al掺杂ZnO薄膜增大约1个数量级。

新型半导体深能级掺杂机制研究

掺杂技术是现代半导体技术的核心之一.本文介绍了荣获2017年国家自然科学奖二等奖的项目,重点围绕宽禁带半导体材料、二维半导体材料的能带结构和器件,系统地研究了几类重要的半导体材料的深能级掺杂机制,并进行性能预测.主要创新工作包括:(1)提出了钝化共掺杂方法,增加了TiO_2的光催化效率;(2)发现了空穴导致非磁半导体中d^0铁磁性的新的物理机制;(3)为克服小量子系统掺杂瓶颈,提出通过共掺杂方法在材料中形成杂质能带,降低杂质电离能以提高载流子浓度;(4)对两类新型的二维半导体材料,即过渡金属硫化物以及石墨炔,发现了一系列新奇的物理现象和掺杂机理.这些工作对半导体掺杂理论的发展、新一代纳米器件和第三代半导体器件的结构设计以及性能预测将起到重要的指导作用.

含有共轭三键的高聚物的掺杂机制的探讨

本文从实验事实出发,对含有共轭三键的共轭高聚物——聚丁二炔的掺杂及电导的特点进行了详细的分析;对聚丁二炔晶体掺杂的机制进行了初步的探讨;从结构相变的角度出发,提出了一个掺杂模型,并从能量的角度估算了由于掺杂引起链段结构改变所需的能量,较好地解释了聚丁二炔晶体掺杂未取得成功的原因.

有机单晶掺杂机制及其电致发光器件应用新突破

掺杂技术作为半导体工业中的一项关键技术,被广泛用于调控半导体材料的光学和电学性质,从而深刻影响半导体微电子与光电子器件的性能[1～4].尤其在有机半导体光电子领域,非晶态有机半导体薄膜的"光学"和"电学"掺杂,已经成为提高器件光电和电光转换效率的重要技术手段，因其简单有效而获得了广泛的研究和应用。

聚并硒吩导电高聚物的电子结构及其掺杂导电机制的探究

聚并硒吩导电高聚物的电子结构及其掺杂导电机制的探究徐龙君，林宪杰（重庆大学化学系，重庆６３００４４）（菏泽师专化学系，菏泽２７４０１５）王荣顺（东北师大化学系，长春１３００２４）关键词：硒吩，导电高聚物，ＥＨＭＯ。聚并硒吩包括聚吡咯并［３．２－ｂ］硒...

一种气(Ga)-固(Al掺杂氧化物)-固(Si)掺杂新工艺

针对制造高压晶闸管 p型杂质扩散工艺的不足 ,进行了开管式受主双质掺杂技术的研究 .通过大量试验和工艺论证 ,研制成一种气 (Ga) -固 (Al掺杂氧化物 ) -固 (Si)掺杂新工艺 .经应用证明 ,该掺杂技术能明显提高器件的电参数一致性、综合性能和成品率 。

掺杂K_(0.22)WO_3的晶体结构

采用固态化学反应法制备了掺杂钾钨青铜(K1-xMx)0.22WO3(M=Na,Ca,Sr,Ba,Y和La;0x0.20).X射线衍射结果表明,在掺杂范围内,样品的晶体结构主相均为六方相,其中除Na以外,Ca,Sr,Ba,Y和La都能够部分替代K进入六方晶格中.通过对实验结果的分析,提出了由参数H(n,x,t)决定钨青铜类化合物掺杂机制的新观点.容忍因子t、化合价n和掺杂量x共同决定了此类材料的掺杂机制.对于不同的掺杂元素M,掺杂后样品(K1-xMx)0.22WO3的H在相同范围内时,其晶胞体积V随x的变化规律也相似.

Bi掺杂BaTiO_3陶瓷缺陷性质的第一性原理研究

采用第一性原理计算了Bi掺杂BaTiO3陶瓷3种不同的晶格缺陷结构,分别为单独的BiBa掺杂缺陷模式(BTB模型),1个BiBa掺杂缺陷与1个VBa钡空位同时存在(BTB1模型),符合化学计量比的BiBa掺杂缺陷与VBa钡空位缺陷模式(BTB2模型)。BTB模型显示缺陷结构是由施主掺杂机制控制的,Bi与周围的O原子形成典型的离子键,Ti 4+被还原成Ti 3+。在BTB1模型中钡空位的存在则影响了Bi在晶格中与O的相互作用,Bi偏离初始的中心位置,与邻近的3个氧原子形成了弱的共价键,而正是由于这些弱的共价键导致缺陷附近的[TiO6]八面体产生较大畸变,削弱了Ti 4+的极化能力,使缺陷附近的[TiO6]八面体极化能力减弱,此时缺陷结构是由Ba2+离子空位补偿机制控制的。而BTB2模型可以看成是BTB模型与BTB1模型的叠加,因此缺陷结构是由施主掺杂机制与Ba2+离子空位补偿机制共同控制的。

钨酸铅晶体中掺杂阳离子的计算机模拟

用缺陷化学方法讨论了Nd3+、Th4+、Sb5+掺杂PbWO4(PWO)中可能存在的杂质缺陷模型,用GULP软件计算了不同杂质缺陷的生成能.计算结果表明,Nd3+和Th4+将占据PWO晶体中VP2b-周围的Pb位,对VP2b-的电荷补偿抑制了PWO晶体中420 nm吸收带.Sb5+在高浓度掺杂时将占据PWO晶体中V2O+周围的W位,并由于占据W位所呈现的一价负电性补偿V2O+的正电性,使孤立的铅空位增多,引起350 nm吸收的减弱和420 nm吸收的增强.

Y3+掺杂对Ba0.99La0.01TiO3陶瓷介电性能的影响

以Ba0.99La0.01TiO3陶瓷为基体,采用传统固相反应法制备Ba0.99La0.01Ti1-xYxO3(0≤x≤0.04)陶瓷样品。通过XRD、SEM、LCR分析仪对陶瓷样品的晶体结构、微观形貌、介电性能进行了分析。结果表明:随着掺杂量增加,晶胞体积逐渐增大,在x=0.04时由四方相转变为立方相,当x≥0.01时,陶瓷样品出现了第二相。结合GULP代码模拟计算和实验数据可知陶瓷中Y^3+取代Ti位,主要存在Y3+与La^3+相互补偿和氧空位补偿。在x=0.02时,陶瓷发生了半导化,介电常数较大。介电常数峰值温度随着掺杂量的增大向低温方向移动,介电峰被展宽并呈现弛豫铁电体特征。

Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米晶体的掺杂研究进展

介绍了Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米晶体的掺杂技术和几种典型的掺杂工艺;综述了掺杂对半导体纳米晶体的光、电特性的影响;列举了近几年掺杂技术取得的研究成果;重点阐述了现阶段利用胶体法进行半导体纳米晶体掺杂的掺杂机理、以及掺杂效率所存在的问题。引进新型掺杂理论——动力学理论,该模型忽略了扩散作用的影响,重点讨论杂质在纳米晶体表面的驻留情况,可以有效解释Ⅱ-Ⅵ族纳米半导体的掺杂机理,提高掺杂浓度。最后,对其未来的发展方向进行了展望,指出开创新型掺杂理论、研发实用化掺杂工艺以及拓展应用领域是未来Ⅱ-Ⅵ族纳米半导体的主要研究方向。

Y3+掺杂BaTiO3陶瓷的介电弛豫特性研究

采用固相法制备了Y^3+掺杂的BaTiO3陶瓷(BaTi1-x YxO3,0.005≤x≤0.04)样品.借助XRD、LCR分析仪等手段对陶瓷的结构和介电性能进行了分析研究.结果表明:随掺杂量增加,陶瓷样品四方率减小,在x=0.03时陶瓷由四方相转变为立方相,当x≥0.01时,陶瓷样品出现了第二相.Y^3+能够抑制BaTiO3陶瓷晶粒长大.结合GULP代码模拟计算和实验数据可知,x<0.01时掺杂机制为电子补偿,陶瓷发生了半导化,x≥0.01时主要为离子补偿.介电峰值随Y^3+掺杂量的增加而向低温移动并展宽,且峰值介电常数随掺杂量增加逐渐减小.随着Y3+掺杂量增加,缺陷偶极子浓度增大,陶瓷呈现弛豫铁电体特征.

有机电致发光器件掺杂研究进展

有机电致发光器件(Organic light-emitting device,OLED)因具有成本低、主动发光、驱动电压低、响应速度快、视角宽及可柔性显示等诸多优势,在平板显示及固态照明领域受到广泛关注。但无论是用作显示还是照明,色彩的应用都是不可或缺的。制备不同颜色的发光器件,除可以使用各种颜色的有机材料外,利用荧光或磷光染料掺杂也是重要的方法。同时,这种方法也可以大大提高器件的量子效率。尤其从理论上来说,磷光OLED的内量子效率可以达到100%。从OLED的掺杂原理、荧光掺杂与磷光掺杂等方面阐述了OLED的研究进展。