(p)nc-Si∶H/(n)c-Si异质结变容二极管

采用等离子体增强化学气相沉积技术和电子束蒸发技术制备了一种新型的线性缓变异质结变容二极管———Au/Cr合金(电极)/multi-layer(p)nc-Si∶H/(n)c-Si/(电极)Au/Ge合金结构.I V,C V,C f以及DLTS的测试结果表明:其电容变化系数远大于单晶硅线性缓变异质结的电容变化系数,正向导电机制符合隧穿辅助辐射复合模型,这是nc-Si∶H层中nc-Si晶粒的量子效应所致;反向电流主要由异质结中空间电荷区的产生电流决定,且反向漏电流小,反向击穿电压高,表现出较好的整流特性.

透明导电薄膜与p-Si:H膜接触特性的研究

本实验采用PECVD方法在不同透明导电薄膜上沉积了p型掺杂(p-Si:H)膜。用拉曼(Raman)光谱测试了p-Si:H膜的晶化率,并用扫描电子显微镜(SEM)观察了其形貌。结果表明:在SnO2上沉积的p-Si:H膜的晶化率较其它两种衬底高,相应的SEM形貌显示颗粒尺寸也较大。通过I-V测试仪测试了ZnO:Al/p-Si:H、SnO2/p-Si:H和SnO2/ZnO:Al/p-Si:H的接触特性,结果显示ZnO:Al/p-Si:H的接触特性并不比SnO2/p-Si:H差。

a-SiC_x:Hp-i结的电致发光

在以ITO薄膜为正极的透明导电玻璃上,利用PECVD方法进行B掺杂制备出具有p-i结的a-SiCx:H薄膜,然后在其上溅Al作为负电极形成“三明治”器件结构,并对它的I-V特性和发光特性进行了研究。结果表明,器件具有整流效应,正反向电压分别为8 V和12 V;在正向电压高于8 V时,观测到了电致发光。最后,根据我们提出的能带模型很好地解释了实验结果。

μc-Si∶Hp-i-n薄膜太阳能电池中i层的设计分析

通过应用Ｓｃｈａｒｆｅｔｅｒ－Ｇｕｍｍｅｌ解法数值求解Ｐｏｉｓｓｏｎ方程，对热平衡μｃ－Ｓｉ∶Ｈｐ－ｉ－ｎ薄膜太阳能电池进行计算机数值模拟。结果表明，光吸收体ｉ层中Ｎ型或Ｐ型掺杂都会在ｉ层中造成低场区而不利于光生载流子传输，指出μｃ－Ｓｉ∶Ｈｐ－ｉ－ｎ太阳能电池制造中采用补偿μｃ－Ｓｉ∶Ｈ薄膜充当吸收体ｉ层能提高长波（＞８００ｎｍ）载流子收集效率。

具有阻挡层的H等离子体处理增强型p-GaN栅AlGaN/GaN HEMT研究

采用H等离子体处理p-GaN盖帽层来制备p-GaN栅AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT).在p-GaN层表面上先沉积2 nm的Al_(2)O_(3)薄膜,以减少H等离子体注入p-GaN时对表面造成的损伤.经研究表明沉积Al_(2)O_(3)阻挡层的器件栅极反向泄漏电流降低了一个数量级,开关比提高了约3倍.由于栅极泄露电流的减小,关态击穿电压从410 V提高到780 V.针对栅极反向泄漏减小的现象,进行了变温I_(G)-V_(G)测试,验证了栅极反向泄漏电流的主导机制是二维变程跳跃(Two-dimensional variable range hopping,2D-VRH)模型.分析了减小栅极反向电流的原因是由于Al_(2)O_(3)阻挡层改变了HR-GaN的表面态,使陷阱能级的活化能升高.此外,器件动态特性也表现出更稳定的趋势,这是Al_(2)O_(3)薄膜阻挡过多的H等离子体的注入,使AlGaN势垒和沟道陷阱态数量减少,电流崩塌效应减弱.

用椭偏法研究掺磷a-Si∶H薄膜的光学特性

用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法制备了磷掺杂氢化非晶硅（a—Si：H）薄膜。分别以50°和70°为入射角，测试了样品在300-1000nm波长的椭偏光谱，得到了其膜厚和光学常数谱（折射率和消光系数随波长变化谱），并应用Tauc作图法推算出了薄膜的光学带隙。

硼掺杂对μc-Si:H薄膜微结构和光电性能的影响

采用射频等离子增强化学气相沉积(RF-PECVD)法制备了掺硼氢化微晶硅(μc-Si:H)薄膜,研究了硼掺杂对薄膜的结晶状况、沉积速率、暗电导率和光学带隙的影响。拉曼光谱、扫描电子显微镜、分光光度计和电导率测试结果表明:当掺硼比(B2H6/SiH4)由0.1%增加到0.75%时,硅膜的晶化率逐渐降低,并由微晶向非晶过渡;沉积速率随掺硼比的增加线性增大;暗电导率先升高后下降,当掺硼比为0.5%时,暗电导率最大;光学带隙随掺硼比的增加逐渐减小。

掺磷a-Si∶H红外薄膜电阻率及电阻温度系数研究

用等离子体增强化学气相沉积方法制备了掺磷氢化非晶硅薄膜材料,对薄膜的电阻率以及电阻温度系数进行了详细研究。结果表明,掺磷a-Si∶H薄膜的电阻率随磷掺杂比(PH3/SiH4)的增大和气体温度的升高而降低,但随退火温度的升高而增大;掺磷a-Si∶H薄膜的电阻温度系数随薄膜自身电阻率的增大而增大,但随环境温度的升高而降低。

化学复合镀Ni-Mo-P/(h)BN镀层的宽温域摩擦学性能研究

在GH4169镍基高温合金表面采用化学复合镀技术制备了Ni-Mo-P镀层和Ni-Mo-P/(h)BN复合镀层,研究了镀层在不同温度下摩擦磨损后的摩擦学行为以及微观组织结构。采用球-盘式摩擦磨损试验机研究了镀层在室温、300、500、700℃下的摩擦学性能。通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪对不同温度摩擦试验后镀层的化学成分、组织结构进行分析。利用显微硬度计、洛氏压痕仪对不同温度摩擦试验后镀层的力学性能进行表征。结果表明:沉积态Ni-Mo-P镀层和Ni-Mo-P/(h)BN复合镀层以非晶为主,同时包含少量纳米晶结构,镀层表面结构致密。随着摩擦试验温度的增加,镀层逐渐从非晶结构向纳米晶结构转变,镀层结晶度增加;当温度增加至500℃以上时,镀层内析出Ni3P硬质相,同时由于Mo、P元素的氧化挥发导致镀层内出现了孔洞,镀层致密度下降。随温度增加,镀层硬度呈先升高后降低趋势,膜基结合力从HF1级逐渐降低至HF6级。随着试验温度增加,摩擦系数和磨损率均呈先升高后降低趋势,在300℃时摩擦系数最高;在室温至500℃范围,镀层磨粒磨损和氧化现象随温度升高逐渐加剧,在500℃时磨损率最高;进一步增加温度使得摩擦界面具有较好的润滑效果,提高了镀层在高温下的减摩耐磨性能。添加(h)BN颗粒提高了镀层内P含量,使得Ni-Mo-P/(h)BN复合镀层韧性增加,提高了复合镀层的硬度和膜基结合力,复合镀层在室温~700℃范围内具有较好的耐磨性能。

P型微晶硅碳的性能研究及其在柔性衬底太阳电池中的应用

采用RF-PECVD技术,将甲烷(CH4)作为碳的掺杂源沉积P型微晶硅碳薄膜材料,主要讨论P型微晶硅碳材料的结构和性能随CH4掺杂量的变化。采用X射线衍射仪(XRD)、Raman光谱仪和傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)对薄膜的结构进行表征。随CH4掺杂量的增加,材料的暗态电导率σd减小,薄膜的晶化程度降低。通过调整CH4的掺杂量得到暗态电导率σd为0.15S/cm和光学带隙Eg大于2.0eV的P型微晶硅碳材料。将其应用到PEN柔性衬底非晶硅薄膜太阳电池上,得到电池效率为5.87%。

C元素对N型a-Si∶H薄膜微结构及电学特性的影响

采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺,制备了P-C二元复合掺杂氢化非晶硅(a-Si∶H)薄膜,研究了C元素对N型a-Si∶H薄膜暗电导率(σ)及电导激活能(Ea)的影响;利用激光拉曼光谱研究了C元素对薄膜微结构的影响,讨论了P-C二元复合掺杂a-Si∶H薄膜电学性能与微结构之间的相互影响关系。结果表明:随着C掺杂量的增加,a-Si∶H薄膜的短程有序度降低,中程有序度基本保持不变,缺陷逐渐减少;一定程度的C掺杂可使N型a-Si∶H薄膜电导激活能降低而使薄膜的暗电导率升高,但过量的C掺杂使N型a-Si∶H薄膜非晶网络结构有序度严重恶化,电导率出现明显下降趋势。

掺磷氢化纳晶硅薄膜的晶粒尺寸和晶格畸变的研究

采用等离子增强化学气相沉积在玻璃衬底上制备了掺磷氢化纳晶硅薄膜,并利用X射线衍射谱(XRD)和拉曼散射谱研究了PH3浓度(GFR=[PH3]/[Si H4])对薄膜平均晶粒尺寸和晶格畸变的影响.结果显示磷弱掺杂有利于晶化,而重掺杂抑制晶化.随着GFR的增大,Si(111)方向上的平均晶粒尺寸呈现出先减小后增大的趋势,而对应的晶格畸变则呈现了相反的变化趋势,小的晶粒尺寸诱导了大的晶格畸变.该结果可归结于与平均晶粒尺寸相关的表面增强效应.在掺磷氢化纳晶硅薄膜的制备过程中,PH起了关键的有效掺杂作用.

纳米硅薄膜复合阳极的绿色微腔式OLED的研究

采用甚高频增强型等离子体化学气相沉积技术,通过优化薄膜的沉积条件制备出高性能的P-nc-Si∶H薄膜材料(σ=5.86S/cm、Eopt>2.0eV).通过XRD测量计算出薄膜<111>、<220>和<311>三个晶向上的晶粒大小分别为15nm、17nm和21nm;通过Raman测量,计算出其晶化率为35%左右.实验中,将P型纳米硅薄膜与氧化铟锡一起构成有机电致发光器件的复合阳极,研究了他们的发光特性,结果表明:由于P-nc-Si∶H薄膜材料具有近似半反半透的光学特性,它与高反射率的阴极Al使有机电致发光器件产生了微腔效应,使其发光光谱窄化,半宽高由126nm窄化到33nm;发光光亮明显增强,最大亮度为47130cd/m2,最大发光效率为9.54383cd/A,与以ITO为阴极的无腔器件相比,提高了约127%.

紫甘蓝花青素智能指示膜的制备及其在牛乳新鲜度监测中应用

为研究不同紫甘蓝花青素含量对大豆分离蛋白基智能指示膜性能的影响,提高指示膜的综合包装性能,考察指示膜对巴氏杀菌乳新鲜度的监测效果。以大豆分离蛋白(Soy Protein Isolate,SPI)为原料,添加紫甘蓝花青素(Purple Cabbage Anthocyanins,PCA)制备指示膜,对其结构、热性能、机械性能、色度及其稳定性和pH敏感性进行表征和分析,并将指示膜应用于巴氏杀菌乳新鲜度监测中。结果表明:相对于SPI/Na_(2)SO_(4)膜,含有质量分数4%紫甘蓝花青素的指示膜,拉伸强度从2.46MPa增加到3.77 MPa,断裂伸长率从105.36%增加到131.96%;与标准白的色差从21.13增加到52.88,指示膜明度降低,色度偏黄绿色,结晶温度比SPI/Na_(2)SO_(4)膜升高。指示膜的色度在常温下5 d内不出现可视性色差,但pH敏感性强。将指示膜应用于巴氏杀菌乳新鲜度监测中,指示膜的颜色随着牛乳变质由绿变红,指示膜与原始膜的色差变化与巴氏杀菌乳的pH值变化呈相反趋势,且色差可见。因此,该指示膜具有监测巴氏杀菌乳腐败过程的潜力,应用前景广阔。

磷化膜对锌板表面涂层附着力的影响

涂层附着力的好坏直接影响其防腐性能,基体表面的前处理(磷化)工艺是确保涂层附着力的必要条件。通过对不同磷化膜结晶的对比试验,发现涂层与基体之间的附着力受磷化膜中二价金属离子含量的影响较大,即可通过比值([P]/[H])初步判别其涂层附着力的级别。

大面积非晶硅太阳电池窗口层的性能优化

系统地研究产业化甚高频等离子体增强化学气相沉积法制备p型a-SiO_x∶H薄膜的工艺,并将p型a-SiO_x∶H作为a-Si∶H单结电池的窗口层,研究其对电池初始和稳定性能的影响。研究表明CO_2与SiH_4流量比(r(CO_2/SiH_4))、射频功率对a-SiO_x∶H薄膜的光电性能影响最大,r_((CO_2/SiH_4))=1.5和功率=444 W时制备的p型a-SiO_x∶H薄膜材料性能最优。相对于a-SiC_x∶H的p型窗口层,采用优化的p型a-SiO_x∶H薄膜作为窗口层的a-Si∶H单结电池具有相同的初始发电功率,但具有更好的稳定性能,降低了光致衰减。电池的光致衰减率相对降低11.2%,功率输出的稳定性相对提升2%。

硅酸锆薄膜制备的研究

以正硅酸乙酯和氧氯化锆为硅源和锆源,去离子水为溶剂,采用溶胶-凝胶法在单晶硅表面制备了硅酸锆薄膜。利用pH计、zeta电位仪、SEM、XRD、AFM等测试手段研究了pH值、前驱体浓度对制备硅酸锆薄膜的影响,并研究了其抗四甲基氢氧化铵(TMAH)/异丙醇(IPA)腐蚀性能。结果表明:优化的pH值为0.5,对应溶胶的zeta电位最大,为43.8m V,所制备的薄膜质量最优;zeta电位随pH值的增加而减小,溶胶的稳定性和薄膜的质量也变差。当前驱体浓度小于0.6mol/L时,薄膜表面粗糙;当前驱体浓度大于0.6 mol/L时,薄膜表面出现了裂纹,且样品出现杂相。最优前驱体浓度为0.6mol/L,制得的硅酸锆薄膜可有效保护单晶硅片免受TMAH/IPA的腐蚀。

表面等离子体无掩膜干涉光刻系统的数值分析(英文)

表面等离子体激元具有近场增强效应,可以代替光子作为曝光源形成纳米级特征尺寸的图像.本文数值分析了棱镜辅助表面等离子体干涉系统的参量空间,并给出了计算原理和方法.结果表明,适当地选择高折射率棱镜、低银层厚度、入射波长和光刻胶折射率,可以获得高曝光度、高对比度的干涉图像.入射波长为431nm时,选择40nm厚的银层,曝光深度可达200nm,条纹周期为110nm.数值分析结果为实验的安排提供了理论支持.

基于AM-OLED基板的拓展多晶硅薄膜功能层的研究

在有源寻址有机发光二极管(active matrix organic light emitting diode,AM-OLED)显示基板中,将电学功能层——薄膜晶体管(thin fil mtransistor,TFT)有源层材料p型掺杂金属诱导晶化(metal induced crystallized,MIC)多晶硅(p+-MIC poly-Si)薄膜的版图适当延伸,来充当OLED的阳极,由于它具有低方块电阻、高功函数的电学特性和半反半透、低吸收率的光学特性,与OLED的金属铝阴极形成了微腔器件,成功地形成了显示基板上的多晶硅薄膜的光学功能层.对这一功能层的厚度进行了优化,比较了不同厚度下TFT器件的电学特性和OLED的光学特性.当其厚度为40nm时为最佳厚度,此时,TFT器件场迁移率、阈值电压、亚阈值幅摆、电流开关比和栅压诱导漏极漏电等性能为最佳,且红光微腔式OLED(microcavity-OLED,MOLED)的出光强度增大,光谱窄化,电流效率与功率效率均有所提高.这不仅使器件的性能有所提高,而且大大地简化了AM-OLED基板的制备流程.

吉西他滨单磷酸盐/紫杉醇联用靶向纳米粒的制备及其大鼠体内药动学研究

目的制备共载吉西他滨单磷酸盐(gemcitabine monophosphate,GMP)/紫杉醇(paclitaxel,PTX)的靶向纳米粒并对其大鼠体内药动学行为进行研究。方法采用金正均Q值法筛选GMP/紫杉醇协同比例;采用钙磷沉淀-微乳法、薄膜分散法制备1,2-二硬酯酰-sn-甘油-3-磷酰乙醇胺-聚乙二醇-c RGD修饰的非对称脂质双层紫杉醇/GMP纳米粒(P/G-NPs);采用透射电子显微镜、马尔文激光粒度仪、超滤离心法、LC-MS/MS、流通池法测定P/G-NPs的形态、平均粒径、Zeta电位、包封率及载药量、体外释放行为,并对P/G-NPs iv后在大鼠体内药动学行为进行研究。结果GMP/紫杉醇联用最佳物质的量比为17∶1,按照该配比制备得到P/G-NPs外观呈乳白色光,粒子形态呈球型,平均粒径为(85.7±10.5)nm,多分散指数(PDI)为0.14±0.06,Zeta电位为(18.30±0.63)m V。GMP和紫杉醇的包封率分别为(93.60±1.20)%和(98.70±0.50)%,载药量分别为(6.300±0.100)%和(0.800±0.004)%。体外释放行为显示P/G-NPs可实现药物的p H值敏感性缓释。药动学参数显示,P/G-NPs药-时曲线下面积是紫杉醇和吉西他滨单磷酸盐混合溶液的6倍。结论钙磷沉淀-微乳法、薄膜分散法联用可实现溶解度相异的GMP、紫杉醇的按比例协同包载,得到稳定性良好的p H值敏感性靶向纳米粒,为更好发挥其临床应用提供了支持。