Mg杂质能带工程调控AlGaN材料发光偏振特性
AlGaNGaN异质结材料特性与HEMT器件研究的开题报告
AlGaNGaN异质结材料特性与HEMT器件研究的开题报告开题报告：一、论文选题的依据和意义：AlGaN/GaN异质结材料具有优异的电学、光学和热学性能，近年来已成为GaN器件制造领域的研究热点。
在AlGaN/GaN异质结材料中，AlGaN为电阻较大、禁带宽度较宽，而GaN为电导性良好、禁带宽度较窄的半导体材料。
两者在界面处形成了移流层，从而形成了二维电子气（2DEG）通道，该异质结结构成为高电子迁移率晶体管（HEMT）器件的重要基础。
本论文旨在研究AlGaN/GaN异质结材料的特性及其在HEMT器件中的应用，为其进一步的研究和应用提供理论基础和实验依据。
二、研究内容和技术路线：本论文中，我们将通过制备AlGaN/GaN异质结材料，研究其物理特性，分析其能带结构、界面性质和二维电子气（2DEG）通道等方面的特性；并进一步制备AlGaN/GaN异质结HEMT器件，研究其电学特性及性能。
具体研究内容如下：（1）制备AlGaN/GaN异质结材料：采用分子束外延和金属有机化学气相沉积等技术，制备AlGaN/GaN异质结材料。
（2）研究AlGaN/GaN异质结材料的物理特性：通过X射线衍射、扫描电子显微镜等方法，研究AlGaN/GaN异质结材料的表面形貌、晶体结构和界面特性等。
（3）分析AlGaN/GaN异质结材料的能带结构：采用光电子能谱等技术，分析AlGaN/GaN异质结材料的能带结构及其在HEMT器件中的应用。
（4）制备AlGaN/GaN异质结HEMT器件：采用光刻和电子束曝光等技术，制备AlGaN/GaN异质结HEMT器件。
（5）研究AlGaN/GaN异质结HEMT器件的电学特性：通过IV曲线及穿透谱等技术，研究AlGaN/GaN异质结HEMT器件的电学特性及性能。
三、预期研究成果和创新点：通过以上研究，我们将得到AlGaN/GaN异质结材料及其在HEMT器件中的电学特性等方面的实验结果和理论分析，为其在微电子、光电子等领域的应用提供技术支持和科学依据。
M:MgAl2O4(M=Mn,Cr)的发光性质及能量传递
M：MgAl2O4(M=Mn,Cr)的发光性质及能量传递夏心俊;阎峰云;孙文峰;魏富中;马文丽【摘要】Solely doped Mn2+,Cr3+and magnesium aluminate spinel powder with double-doped Mn2+, Cr3+is prepared with chemical coprecipitation method,every kind of ionic concentration is changed,the power is applied with XRD and fluorometric analysis.The result shows that the sample with solely doped Mn2+ionic emitted 520 nm of green light under the excitation of 450 nm wavelength;the sample with sole-ly doped Cr3+ionic emitted red light of 694nm under the excitation of 425 nm and 545 nm;double-doped Mg1-xAl2(1-y)O4:xMn2+,yCr3+powder can get green light of 525 nm and red light of 694 nm when emit-ting wavelength is 450 nm,red emission peak of double-doped sample at 694 nm is excitated together with 425nm,450 nm and 525 nm,there is energy transfer between Mn2+and Cr3+,both are excitation center and sensitivity center.With concentration increasing of Mn2+and Cr3+,green light intensity in emission spec-trum is increased,as well as red light.%采用化学共沉淀法制备出单掺Mn2+,单掺 Cr3+以及Mn2+,Cr3+双掺的镁铝尖晶石粉体,改变各掺杂离子浓度,对粉体进行 XRD、荧光分析.结果表明,单掺Mn2+离子的样品在450 nm 波长激发下发射520 nm的绿光;单掺Cr3+离子的样品在425 nm 和545 nm波长激发下发射694 nm的红光;双掺的Mg1-xAl2(1-y)O4:xMn2+,yCr3+粉体在激发波长为450 nm 时得到525 nm 的绿光和694 nm的红光,双掺样品在694 nm的红色发射峰由425 nm,450 nm和525 nm共同激发,Mn2+和Cr3+离子之间存在能量传递,二者互为激发中心和敏化中心,随着Mn2+离子和 Cr3+离子浓度的增加,发射光谱中发生猝灭时的绿光强度得到提高,红光强度逐渐增加.【期刊名称】《甘肃科学学报》【年(卷),期】2018(030)002【总页数】6页(P129-134)【关键词】共沉淀;镁铝尖晶石;Mn2+离子;Cr3+离子;荧光性能【作者】夏心俊;阎峰云;孙文峰;魏富中;马文丽【作者单位】兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050;兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州 730050;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃兰州730050【正文语种】中文【中图分类】O482.31镁铝尖晶石(MgAl2O4)是一种新型功能材料，其粉体在发光、固体激光器和透明陶瓷制备等方面已具有广泛应用[1-3]。
《2024年纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化》范文
《纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化》篇一一、引言随着科技的发展，纳米材料因其独特的物理和化学性质在光电子器件领域中获得了广泛的应用。
纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管（LED）因其高效率、低能耗等优点，已成为当前研究的热点。
然而，电子在器件中的传输和复合过程对LED的性能具有重要影响。
电子阻挡层作为调控电子传输的关键部分，其优化对提高LED的光电性能具有重要意义。
本文旨在探讨纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线LED中电子阻挡层的优化方法及其对器件性能的影响。
二、纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线LED概述纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线LED是一种基于III族氮化物半导体材料的光电器件。
其核心结构包括AlGaN核壳纳米线，具有高电子迁移率和良好的热稳定性。
然而，在器件工作过程中，电子的传输和复合过程受到多种因素的影响，其中电子阻挡层的性能尤为关键。
三、电子阻挡层的作用及优化方法（一）电子阻挡层的作用电子阻挡层主要起到阻止电子向非辐射复合中心移动的作用，从而提高LED的光电转换效率。
此外，它还能抑制电子和空穴的泄漏，提高器件的稳定性。
（二）优化方法1. 材料选择：选择具有高电子亲和能和良好界面特性的材料作为电子阻挡层，如采用具有高能隙的氮化物材料。
2. 结构设计：通过调整电子阻挡层的厚度、掺杂浓度等参数，优化其能带结构和电学性能。
同时，采用核壳结构纳米线设计，提高电子阻挡层的空间利用率和稳定性。
3. 制备工艺：采用先进的制备工艺，如分子束外延、金属有机化学气相沉积等，确保电子阻挡层具有均匀的厚度和良好的结晶质量。
四、优化效果分析（一）提高光电转换效率通过优化电子阻挡层，可以减少非辐射复合中心的电子数量，提高辐射复合的效率，从而提高LED的光电转换效率。
（二）提高器件稳定性优化后的电子阻挡层能有效抑制电子和空穴的泄漏，降低器件的暗电流，从而提高器件的稳定性。
此外，采用核壳结构纳米线设计，使得器件具有更好的热稳定性和机械稳定性。
β-Ga2O3的p型掺杂研究进展
第 45 卷第 3 期2024年 3 月Vol.45 No.3Mar., 2024发光学报CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCELi（Sc, M）Si2O6∶Cr3+（M = Ga3+/Lu3+/Y3+/Gd3+）的近红外发光性能卢紫微1，2，刘永福2*，罗朝华2，孙鹏2，蒋俊2*（1. 宁波大学材料科学与化学工程学院，浙江宁波 315211；2. 中国科学院宁波材料技术与工程研究所，浙江宁波 315201）摘要：荧光转换型近红外发光二极管（NIR pc‐LED）具有体积小、谱带宽、峰位易调谐等优点，是新一代NIR光源发展的前沿，其关键在于研发可被蓝光有效激发的高效率宽带近红外荧光粉。
LiScSi2O6∶Cr3+荧光材料的激发波长为460 nm，发射峰位在845 nm，光谱带宽为156 nm，内量子效率为64.4%。
基于该体系，本文通过M离子（M = Ga3+，Lu3+，Y3+，Gd3+）取代Sc3+的方式对其性能进行调控。
结果表明，引入M离子易生成杂相或发生相变，降低了材料的发光性能。
本文从晶体结构出发对其调控过程进行了分析。
关键词：LiScSi2O6∶Cr3+；阳离子取代；晶体结构中图分类号：O482.31 文献标识码：A DOI： 10.37188/CJL.20230325Near-infrared Luminescence ofLi（Sc, M）Si2O6∶Cr3+（M = Ga3+/Lu3+/Y3+/Gd3+）LU Ziwei1，2， LIU Yongfu2*， LUO Zhaohua2， SUN Peng2， JIANG Jun2*（1. School of Materials Science and Chemical Engineering， Ningbo University， Ningbo 315211， China；2. Ningbo Institute of Materials Technology & Engineering， Chinese Academy of Sciences， Ningbo 315201， China）* Corresponding Authors， E-mail： liuyongfu@； jjun@Abstract：Near-infrared phosphor-converted light-emitting diodes （NIR pc-LEDs） are expected to be the next-gen‐eration NIR light sources，which have the advantages of small size，broad bandwidth，and easy tuning of emission peaks. The key for NIR pc-LEDs is to develop highly efficient broadband NIR phosphors that can be effectively excit‐ed by blue light. LiScSi2O6∶Cr3+can be excited by blue light and emits NIR light peaked at 845 nm with a broad band‐width of 156 nm and an internal quantum efficiency of 64.4%. Herein， Sc3+ is replaced by M ions （M = Ga3+， Lu3+，Y3+， Gd3+） to regulate the NIR luminescence. The introduction of M ions is easy to form heterogeneous phases or un‐dergo phase transformation， thus reducing the NIR luminescence of the titled material. The regulation processes are analyzed based on the crystal structure.Key words：LiScSi2O6∶Cr3+； cation substitution； crystal structure1 引 言近红外光谱技术具有无损伤、穿透性好等优点，在无损检测、食品安全、夜视与医疗成像等领域具有广泛应用[1-5]。
蓝紫光氮化镓光子晶体面射型激光器
蓝紫光氮化镓光子晶体面射型激光器洪国彬;杨钧杰;卢廷昌【摘要】设计、制作了蓝紫光氮化镓光子晶体面射型激光器结构，并测量其光学性质，探讨了光子晶体的晶格常数、边界形状及晶格种类对激光器特性的影响。
激光器结构采用有机金属化学气相沉积法配合电子束光刻及感应耦合等离子体干蚀刻等技术制作。
由角度解析光致发光系统测得绕射图案、激光发射光谱及发散角等光学性质。
同时，使用平面波展开法及多重散射法计算光子晶体的能带结构与阈值增益。
由实验结果得出，可由改变光子晶体的晶格常数达到调变激光器操作模态的目的。
此外，光子晶体的边界形状对激光器波长及半高宽并无显著的影响，但圆形边界的阈值激发能量密度比六角形边界低0.3 mJ/cm2。
另一方面，将六角晶格、四角晶格与蜂巢晶格的晶格种类进行比较，蜂巢晶格具有较小的激发能量密度（1.6 mJ/cm2）及发散角（1.3°），而四角晶格的激发能量密度（3.8 mJ/cm2）及发散角（2.2°）为三者之中最大。
多重散射法求得的阈值增益与实验结果相吻合，可视为快速有效设计光子晶体激光器结构的工具。
本文研究成果对今后发展高功率蓝紫光氮化镓光子晶体面射型激光器具有指导意义。
%We experimentally and theoretically investigate the optical properties of GaN-based photonic crystal surface emitting lasers(PCSELs).We discuss the effects of lattice constant , boundary shape, and lattice type of photonic crystal ( PC) on lasing characteristics .The PCSEL structures are fabricated using the metal-organic chemical vapor deposition , the electron beam lithography , and inductively coupled plasma reactive ion etching technique .The optical properties of PCSEL which include the diffraction pattern , emission spectrum , diver-gence angle and so on are measured by the angular-resolved photoluminescence system .Meanwhile , the plane wave expansion and multiple scattering method ( MSM) are used to calculate the band diagram and threshold gain of PCSELs , respectively .The results reveal that the lattice constant plays an important role in selection of lasing mode .Despite the lasing wavelength and linewidth of circular and hexagonal shapes PCSELs are almost the same, the threshold excitation energy density of circular shape PCSEL is 0.3 mJ/cm2 smaller than thatof hexagonal PCSEL . The PCSEL with honeycomb lattice shows the lower excitation energy density of 1.6 mJ/cm2 and divergence angle of 1.3°.In case of square lattice , the excitation energy density is twice as large as that of honeycomb lattice .The overall results show that the single-mode emission , low divergence an-gle , and so on can be produced from GaN-based PCSEL .On the other hand , the numerical results calculated using the MSM are in good agreement with experimental results .The MSM could be a fast and cost-effective approach for predicting the lasing characteristic .We believe that these contributions provide guidance for the development of GaN-based PCSEL .【期刊名称】《中国光学》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】13页(P559-571)【关键词】面射型激光器;氮化镓;光子晶体;多重散射法;角度解析光致发光【作者】洪国彬;杨钧杰;卢廷昌【作者单位】台湾交通大学光电系，中国台湾新竹30050; 台湾交通大学光电工程研究所，中国台湾新竹30050;台湾交通大学光电系，中国台湾新竹30050; 台湾交通大学光电工程研究所，中国台湾新竹30050;台湾交通大学光电系，中国台湾新竹30050; 台湾交通大学光电工程研究所，中国台湾新竹30050【正文语种】中文【中图分类】TN2481 引言数十年来，由于半导体激光器等光电组件研发技术的突飞猛进，使得光电科技产业快速蓬勃发展。
固体光谱学-第一章-光学常数及色散关系
数衰减律，即当光在物质中传播 距离后，光强的变化可简单地表示为
d
I I 0ed
(1.2)
式中 叫做吸收系数，量纲为cm-1, 表示光在固体中传播距离
d=1 / 时，光强衰减到原来的1/e。对于电导率不为零的耗散介质，
也就是吸收介质，吸收系数 相当大。
光在耗散介质中的传播，其波矢可用一个复数波动矢量来描述。
（1.3)
于是以 为角频k率的单k色r平面电ik磁i波场 （或 ）的时空关系可以表
示为
EH
（1.4)
E E0 exp(ik r it)
显情的然况等，下位电，面场光垂振波直幅的于E以等波0波相矢e位的x矢p面实虚(i与部部k等r 振r,幅指而k面数等ii并形振t不)式幅e重的面x合p衰垂(，减直其k。于i中在波 光r这矢)波的
6.2 分层优化的薄膜场致发光 6.3 异质结能带偏移的光电子能谱测量 6.4 一维和0维体系光谱
6.4.1 量子尺寸效应 6.4.2 一维和零维体系的态密度与光谱 6.5 多孔硅的吸收与发光 6.5.1 多孔硅的吸收光谱 6.5.2 多孔硅发光光谱的温度效应 6.6 非晶固体带间跃迁的吸收光谱 6.7 带一带尾态间的吸收 6.8 带隙态的吸收 6.9 非晶固体的发光光谱
3.6 吸收过程的量子力学处理 3.6.1 相互作用哈密顿量 3.6.2 跃迁几率 3.6.3 直接跃迁吸收谱的量子力学处理
3.7 联合态密度和临界点 3.8 宇称选择定则 3.9 激发态载流子的可能运动方式
3.9.1 晶格驰豫、导带电子热均化与无辐射复合 3.9.2 导带自由电子的吸收 3.9.3 带内子能谷之间的跃迁 3.10 导带与价带间复合发光 3.10.1 发光与吸收之间的关系 3.10.2 带间复合发光
2018年度华南理工大学中央高校基本科研业务费项目(自然科
于华洋 温拌再生沥青混溶阶段多组分重构机理研究
土木与交通学院
余晋刚 多模态植物图像分析与理解方法及应用
自动化科学与工程学院
岳凤霞 木质素优先的碱法清洁分离机制
张勃兴 由反应诱导相分离方法构筑具有三维连通和多级孔结构的碳化硅块 体
张丽 Sam68蛋白不对称性二甲基精氨酸修饰介导PRMT1活化p65参与糖尿病 肾病足细胞损伤的研究
电子与信息学院
全宇晖 非特定流形结构化数据的字典学习关键技术研究 沈松 肿瘤酸度响应性“集束化”纳米载体递送
PD-1/PD-L1抗体用于肿瘤免疫治疗的研究 唐浩 水溶性荧光柱[5]芳烃体系的动力学表征
计算机科学与工程学院 医学院
化学与化工学院
唐雯 酶响应的壳聚糖水凝胶用于原位按需药物释放
华南软物质科学与技术高等研究院
电子与信息学院
陈燕 基于氧化物异质结构的高性能非贵金属低温燃料电池电极研发 陈转鹏 长链非编码RNA00152在结直肠癌侵袭转移中的作用及其分子机制研
究 单嘉杰 SPNS2对视网膜早期发育异常的作用及其机制研究
环境与能源学院 附属第二医院 医学院
邓伟胤 三维声子晶体中声波的谷拓扑效应研究
物理与光电学院
申请人
项目名称
所属单位
肖大威 传统村落及其民居的理论创新和保护关键技术应用
建筑学院
杨晓泉 纳微结构单元界面组装食品结构及其功能特性的研究
食品科学与工程学院
杨中民 玻璃光纤与器件关键技术研究
物理与光电学院
姚小虎 强动载复杂应力下金属玻璃韧脆转变行为及多尺度协同强韧化机理
土木与交通学院
余皓 新型碳基催化材料的构建、应用及机理
刘美林 面向储能应用的可逆中低温固体氧化物电池电极研究
钆铝石榴石(GdAG)基发光材料研究进展
第41卷第12期2020年12月发光学报CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCEVol.41No.12Dec.,2020文章编号：1000-7032(2020)12-1538-16钆铝石榴石(GdAG)基发光材料研究进展薛秉国，吕清洋，王婷婷，刘丽娜，王世立，朱海澄，刘绍宏*,孙旭东(东北大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳110819)摘要：轧铝石榴石(Gd j Al s O^GdAG)是性能优异的发光基质材料，但其在高温煅烧时易发生分解,导致得到纯相GdAG基发光材料比较困难。
近年来，研究证实通过小半径Ln3*(Ln=Y,Lu,Tb)取代部分Gd3*，或通 过离子半径更大的M3*来取代Al的位置扩大十二面体间隙，可以稳定GdAG晶格，得到纯相GdAG基发光材料。
本文综述了GdAG基发光材料在晶格稳定化、下转换发光、上转换发光等方面的研究进展，并探讨了G1AG 基单晶、薄膜和陶瓷的制备、性能及其在射线探测和医学成像等领域的应用前景。
关键词：轧铝石榴石；荧光粉；闪烁体；单晶；陶瓷中图分类号：O482.31文献标识码：A DOI：10.37188/CJL.20200237Research Progress of Gd3Al5O12-based Luminescent MaterialsXUE Bing-guo,LYU Qing-yang,WANG Ting-ting,LIU Li-na,WANG Shi-li,ZHU Hai-cheng,LIU Shao-hong*,SUN Xu-dong(School of Materials Science and Engineering,Northeastern University,Shenyang110819,China)*Corresponding Author,E-mail:liush@Abstract:Gadolinium aluminum garneMGd s Al s Od，GdAG)is an excellent luminescent host material.But GdAG is easy to decompose during high temperature calcination,which makes it difficult to obtain a pure phase GdAG-based luminescent material.In recent years,research has confirmed that substituting the smaller radius Ln3*(Ln=Y,Lu,Tb)for part of Gd3*,or replacing the Al3*with the larger radius M3*to expand the dodecahedral gap,can stabilize the GdAG lattice and thus obtain a pure phase GdAG-based luminescent material.This article reviews the research progress of GdAG-based luminescent materials including the lattice stabilization,down-conversion luminescence,and up-conversion luminescence,and also discusses the preparation and performances of GdAG-based single crystals,thin films and ceramics,and their applications in radiological detection and medical imaging.Key words:gadolinium aluminum garnet；phosphor；scintillator；single crystal；ceramic1引言钆铝石榴石闪烁材料是能将电离辐射转换为光辐射的一类功能材料,被广泛应用于X射线探测、核物理和医学成像等领域［1J O钆铝石榴石属于立方晶系，空间群为O h0-Ia3d（体心立方），晶格收稿日期：2020-08-05；修订日期：2020-08-31基金项目：国家自然科学基金(51977027)；教育部基本科研业务费项目(N182508026)资助Supported by National Natural Science Foundation of China(51977027)；Fundamental Research Funds for The Central U niversi-ties(N182508026)第12期薛秉国，等：轧铝石榴石（GdAG）基发光材料研究进展1539常数为1.2111nm。
AlGaN外延薄膜材料的椭圆偏振光谱研究
Ａ１ Ｎ 外 延 薄膜 材 料 的椭 圆偏 振 光 谱 研 究 Ｇａ
李秋 俊 冯世 娟 ， 毅。 赵 红。赵 文伯 。 ， 刘 ， ，
（． １ 重庆 邮 电大 学 光 纤通 信技 术重点 实验 室 ， 庆 ４ ０ ６ ； 重 ０ ０ ５ ２ 深圳 大学 物理 科学 与技术 学院 ， ． 广东 深圳 ５ ８ ６ ；． 庆光 电技术研 究所 ， １００ ３重 重庆 ４ ０ ６ ） ０ ０ ０
边蓝移 ， 透射 光谱 结果一 致 。 与
度 级别加 合 物 ） 氢 气 （ 和氮 气 的混 合 气 体 。共 制 ， Ｈ）
备 ０ １２３ 组 样 品 。 、 、 、 ４ ２ ２ 椭 圆偏振 光谱 实验 ．
椭 圆偏振 光 谱 技 术 通 过 测 定 入 射 光 被 样 品 反 射 （ 透射 ） 或 后偏 振 状 态 的变 化来 确 定 样 品 的厚 度 、 光学 常数 等物 理量 。其基 本关 系为 ：
２ ３ 透 射 光 谱 实 验 ．
采用 ＵＶ １ｏ －８ ｏ型紫外一 见 光分 光 光 度计 对 ４组 可 样 品进行 透射 光谱测 试 ， 长范 围为 １ ０ ０ ０ ｍ。 波 ９ ～１ ０ ｎ
３ 分 析
为 了获得该 系 列样 品准 确 的衬 底 光 学 常 数 ， 蓝 对 宝石 衬底 进行 了椭 偏 测试 ， 由体 模 型计 算 得 到 如 图 １ 所示 的结果 。根 据 Ｇ Ｎ 薄 膜 的制 备 工艺 及 实 际 拟合 ａ
文献标 识 码 ： Ａ
Ｐ — ｉ ａ ＝ ｐ ｔ ｎ ＝ Ｒ ＝
关键 词 ： Ａ１ ａ 薄 膜 ； 圆 偏 振 光 谱 ； 学 常 数 ； ＧＮ 椭 光 Ａ１
增强AlGaN GaN 超晶格中Mg的掺杂效率
增强AlGaN / GaN 超晶格中Mg的掺杂效率Peter Kozodoy.一个Yulia P Smorc hkova Monica Hansen,惠明星)，Steven P DenBaars 和Umesh K.Mishra电气与计算机工程系和材料系，加利福尼亚大学，Santa Barbara,主巴巴拉，加利福尼亚93106A.W.Saxler,R.Perrin,w C.Mitchel空军研究实验室，材术4和制造局，AFRL/反洗钱士，莱特帕特森空军基地，俄亥俄45433-7707Mg 掺杂空穴传输性能的AlGaN/GaN 超晶格的仔细检查。
变温尔效应测量表明，这种超品格的使用提高了平均值。
空穴浓度在温度120 K 的"VE 数量级相比，GaN 体*LM~室温是高9 !。
一个不寻常的调制掺杂方案，WH 我直用分子束外延实现，取得了较高的空穴迁移率超晶格和压电极化测定证明，自发的举足轻重的作用超品格的能带结构。
高导电性的p 型GaN 和AlGaN 的发展是一个至关重要的电子和光电了器件。
然而，镁掺杂的Mg 受主和随之而来的低受主电离率的深层本质，以及较低的空穴迁移率在大量的Mg 摻杂GaN。
1甚至更严重的问题是在AIGaN 合金，当EF物杂效率在室温下可以相当低。
2 的情况进一步恶化，当德副运行在较低的温度下所需的温变较低，这导致迪米尼城门洞浓度。
使用AlGaN/GaN 异质结已被提出作为个增加的平均孔3t's 和我们最近的工作提供了增加孔c 实验示范技术浓度在室温下通过AIGaN/GaN超晶格的使用。
6孔增强机日品地比n 流日油级流任干费米能级。
产生的穴在带边.接近费米能级的地方累积，形成了一个载波。
虽然自由载流子是分开的。
为平行板，其空间平均密度将大大高于简单的散装*lm.aged! 和Mg 掺杂al0.2ga0.8n/gan苏流动如图2 所示为一个函数关于L，厚厚的-高电领域由于自发和压电极化的AlGaN 层内紧张预期烈影响的能带弯曲的超晶格中。
Eu掺杂MgO电子结构和光学性质的第一性原理研究
Eu掺杂MgO电子结构和光学性质的第一性原理研究申洁;邢美静;梁凯;姚倩倩;肖亚涛;陆彦功;赵辉【摘要】为探究稀土元素掺杂对金属氧化物MgO晶体材料电子结构和光学性质的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法计算Eu原子掺杂MgO晶体的几何结构、能带结构、态密度和光学性质.计算结果表明:掺杂后体系的带隙宽度减小,费米面向导带偏移,属于直接禁带半导体.掺杂稀土元素对体系的静态介电常数、晶体反射率、光吸收系数、折射率和能量损失函数具有重要的调制作用.掺杂前后晶体的光学性质,包括晶体吸收系数、反射率、折射率和能量损失函数的曲线峰值均较掺杂前的峰值有所降低,且曲线整体有向低能方向移动的趋势.【期刊名称】《天津师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(037)001【总页数】5页(P27-31)【关键词】密度泛函理论;第一性原理;Eu原子掺杂MgO晶体;电子结构;光学性质【作者】申洁;邢美静;梁凯;姚倩倩;肖亚涛;陆彦功;赵辉【作者单位】天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387;天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387;天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387;天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387;天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387;天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387;天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387【正文语种】中文【中图分类】O472+.3MgO是重要的镁系产品之一，由于具有宽带隙、低折射率、高熔点和优异的力学性能等特点，成为光纤通讯的重要材料[1].由于MgO在微波波段的介电常数和损耗很小，且能形成大面积的基片，已成为当前产业化高温超导薄膜单晶基片的原料之一.但单一MgO并不能完全满足复杂环境的要求，而镧系稀土元素随原子序数的增加均只在内层轨道充填电子，其外层轨道（对应的6s、5d和7s、6d轨道）的电子排布基本相同，且随着原子序数增大离子半径反而减小的特殊结构使得镧系元素被广泛应用于发光材料和电子器件[2-4].近年来，为了开发MgO的优异性能，氧化镁的调制掺杂，尤其是稀土元素等的掺杂成为研究重点.目前，基于第一性原理的理论研究发现，经稀土元素掺杂后的ZnO和TiO2等晶体的导电性和光催化性能等显著改善[5-9]，而铕（Eu）掺杂MgO至今还鲜有报道，特别是掺杂后晶体的结构和光学性质有待进一步研究.本研究基于密度泛函理论采用第一性原理平面波超软赝势方法计算了MgO晶体和Eu原子掺杂后MgO晶体的电子能带结构、态密度和光学性质[10-11]，分析了禁带宽度、态密度和介电函数等随Eu掺杂的变化规律，并给出相应的理论解释，以期对稀土元素掺杂MgO晶体的制备和应用具有一定的指导作用.理想MgO晶体是离子晶体结构，空间群为Fm-3m，晶格常数为a=b=c=0.442 nm，本研究采用MgO超晶胞（2×2×2）模型，用Eu原子代替MgO晶体体心位置的O原子实现替位式掺杂，结构如图1所示.图1中，体心位置的蓝色原子代表Eu原子，O原子和Mg原子分别用绿色和红色原子表示.掺杂后的结构模型对MgO的晶体结构不产生相变影响[12-13].基于第一性原理，采用Materialsstudio中的CASTEP软件模块进行理论计算，利用广义梯度近似（GGA）的PBE泛函处理电子间的交换关联能[14-16].能量计算均在倒易k空间进行[17-19]，平面波截断能取430 eV，迭代收敛精度为1.0×10-5eV，原子间相互作用力不大于0.3 eV/nm，晶体内应力最大为0.05 GPa，原子的最大位移为0.000 1 nm.使用4×4×4网格的 Monkhorst-Pack型K 点处理布里渊区积分，并以此为基础进一步计算晶体的电子结构和光学性质.2.1 晶体结构首先，为检验计算模型和参数设置的合理性，建立MgO的超晶胞结构，并对掺杂前后的MgO超晶胞进行几何优化，优化后MgO的晶格常数为a=b=c= 0.430 nm，与实验值a=b=c=0.442 nm吻合良好[20-21]，说明选择的计算参数可靠；Eu掺杂后MgO晶体的晶格常数变大，分别为a=b=c=0.433 nm.2.2 能带结构及态密度采用平面波超软赝势广义梯度近似计算得到掺杂前后MgO晶体的能带结构图，结果如图2所示.掺杂前体系的禁带宽度为4.181 eV，由图2（a）可知，导带底和价带顶在布里渊区的G点，说明MgO晶体是直接带隙绝缘体，掺杂后的体系禁带宽度减小为0.655 eV，导电性增强.由图2（b）可以看出，Eu掺杂MgO晶体依然具有直接带隙能带结构，价带顶和导带底均处于G点位置，且掺杂后禁带宽度减小，导带向下移动，这种带隙结构的改变是由于受到掺杂后电子结构的影响.图3为Eu掺杂前后MgO晶体的态密度图，其中3（a）和图3（b）分别为未掺杂MgO晶体和Eu掺杂MgO晶体的总态密度和各层电子的分波态密度.由图3（a）可知，在-20～-10 eV的能量范围，MgO的态密度主要由O的2s态电子构成，Mg的3s态电子也有贡献；在-5～0 eV的能量范围，MgO的态密度主要由O的2p态构成，Mg的2p、3s态也有少量贡献.在0～20 eV的能量范围，MgO的态密度由Mg的2p、3s态和O的2p构成.由图3（b）可知，在-25～-15 eV的下价带区域电子密度主要由O的2s态构成，Eu的4p态电子和Mg的3s态也有少量贡献；在-15～-5 eV的上价带区域电子密度主要由O的2p态电子构成，Mg的2p、3s态也有少量贡献；价带顶主要由Eu的4f态电子贡献；在0～5 eV的导带区域电子密度主要由Eu的5d态和Mg的2p、3s态电子贡献.此外，由图3还可以看出，掺杂后晶体总态密度的峰值明显增大，且局域性增强.这是由于Mg的2p和3s态电子相互作用减弱而Eu的5d态电子相互作用加强，造成导带顶电子向导带底移动，导带区域曲线向低能方向偏移，形成图2（b）中的导带压缩现象.Mg的2p和3s态电子相互作用减弱表现在图2（b）中为价带向低能方向移动，Eu的4f态在价带顶靠近费米面的位置电子作用贡献增大，从而形成掺杂后禁带宽度减小的现象.2.3 光学性质2.3.1 介电函数介电函数是联系带间跃迁微观物理过程和晶体电子结构的纽带，可以反映固体的能带结构和各种光谱信息.图4为掺杂前后MgO晶体的介电函数实、虚部分随光子能量变化的曲线.由图4（a）可以看出，掺杂前晶体的静介电函数值为3.138，掺杂后降低为1.395.计算可知掺杂前MgO晶体的介电函数实部在7.407 eV处达到第1个峰值，大小为4.329；掺杂后MgO晶体的介电函数实部在6.590 eV处达到峰值，大小为1.887.这说明掺杂后MgO晶体的介电函数实部向低能方向微小偏移，且峰值降低.掺杂前介电函数实部在48.268 eV处出现第2个峰值，大小为4.085，掺杂后此处峰值消失.在14.372～18.706 eV范围内，掺杂前MgO晶体的介电函数实部为负数，而掺杂后此区间内MgO晶体的介电函数变为正数，这是由于Eu掺入后，Mg的2p和3s态电子在10～20 eV区间的相互作用减弱，造成能带结构的偏移，引起介电峰有所偏移.此外，由图4（b）可知，掺杂前MgO 晶体的介电函数虚部在10.875 eV处达到第1个峰值，大小为4.351，掺杂后MgO晶体介电函数虚部在9.987 eV处出现第1个峰值，大小为1.725.掺杂前，MgO晶体的介电函数虚部在 50.667 eV处达到第 2个峰值，大小为4.959，掺杂后此峰值基本消失，说明掺杂后介电函数虚部向能量低的方向偏移，峰值明显降低，这是因为掺入Eu后，在0～10 eV区间Eu的5d态电子相互作用加强，介电峰峰值减小，且稍微向低能方向偏移.2.3.2 光学常数图5为掺杂前后MgO晶体吸收系数随光子能量的变化曲线.由图5可以看出，掺杂前MgO晶体的吸收系数在15.612eV处达到第1个峰值，大小为3.756×105nm-1，在51.361eV处达到最大值为1.306×106nm-1；掺杂后晶体的吸收系数在10.037 eV处达到最大值为1.708×105nm-1，在47.132eV处出现第2个峰值，大小为0.955×105nm-1.这表明掺杂后晶体吸收系数的峰值明显降低，且峰位向能量低的方向移动，这是因为掺杂后MgO的能隙减小且向低能方向移动，晶体容易受激发产生跃迁.图6为掺杂前后MgO晶体的反射率随光子能量的变化曲线.由图6可以看出，掺杂前MgO晶体的反射率在18.417 eV处出现第1个峰值，大小为0.778，掺杂后峰值降低为0.210，且向能量低的方向移动，发生红移.之后随着能量的增加Eu-MgO的反射率逐步减小，在24.458 eV后逐步趋近于零.图7为掺杂前后MgO晶体折射率随光子能量的变化曲线.由图7可以看出，掺杂前MgO的静折射率为1.771，掺杂后减小为1.181；掺杂前的MgO晶体折射率在7.523 eV处达到第1个峰值，大小为2.131，在48.442eV处达到第2个峰值，大小为2.072；掺杂后在6.697 eV处达到峰值，大小为1.380，在19.536 eV以后趋于平缓.掺杂后MgO晶体最大折射率降低，峰值比掺杂前向低能方向移动.晶体折射率随光子的能量变化趋势与介电函数实部变化规律一致.图8为掺杂前后MgO晶体能量损失函数随光子能量的变化曲线.由图8可以看出，掺杂前能量损失在18.706 eV处达到最大值，大小为37.331，掺杂后在11.619eV处达到最大值，大小为3.104，而后随着能量增大能量损失函数逐渐降低接近于0，且曲线较掺杂前向低能方向移动.能量损失函数反映了电子通过均匀的电子介质时能量的损失情况，而能量损失峰则描绘了等离子的共振频率.晶体掺杂后能量损失函数峰显著降低说明等离子共振频率减小.采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法对Eu掺杂前后MgO晶体的能带结构、态密度和光学性质进行理论计算，结果表明：（1）Eu掺杂后MgO晶体的晶格常数增大，仍然具有直接带隙能带结构，且掺杂后禁带宽度减小，费米面向导带偏移，晶体导电性增强.（2）掺杂后MgO晶体的介电函数实部向低能方向微小偏移，发生红移，且峰值降低，这表明晶体的宏观极化程度降低；介电函数的虚数部分也向低能方向偏移，同时峰值明显降低，这表明晶体形成的电偶极子消耗的能量降低.（3）掺杂前后MgO晶体的光学性质，包括晶体吸收系数、反射率、折射率和能量损失函数的曲线峰值较掺杂前的峰值均有所降低，并有向低能方向移动的趋势，这说明掺杂后MgO晶体的等离子共振频率减小.[1]ZHANG Y，TAN T，LIU Z，et al.Electronic and optical properties of O-dopedMgF2：first-principlescalculationsandexperiments[J].Vacuum，2015，120：50-53.[2]LI P，ZHANG C W，LIAN J，et al.First-principle study of optical properties of Cu-doped CdS[J].Optics Communications，2013，295：45-52.[3]ZHANG Y F，REN H，HOU Z T，et al.First-principles calculations of electronic and optical properties of Mn-doped cubic HfO2[J].Journal of Alloys and Compounds，2014，609：107-110.[4]MIAOHAI F，ZHENGTANG L，LIPING F，et al.First-principles calculations 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mg的一般掺杂和极化掺杂_理论说明以及概述
mg的一般掺杂和极化掺杂理论说明以及概述1. 引言1.1 概述近年来，镁钛酸镁（MgTiO3）作为一种重要的功能材料，在能源储存、电子器件和光学领域等方面展现出了广泛的应用前景。
然而，单纯的MgTiO3存在着一定的局限性，如其电导率较低、介电常数不稳定等问题。
为了改善这些材料的性能，并拓宽其应用范围，研究者们采用掺杂手段引入新的元素进入MgTiO3晶格中，以调控其物理化学性质。
1.2 文章结构本文旨在对MG的一般掺杂和极化掺杂进行理论说明，并概述相关研究现状。
文章分为四个主要部分：引言、MG的一般掺杂、极化掺杂和结论。
在引言部分，将给出本研究的背景和意义，并简要介绍文章结构。
1.3 目的本文旨在系统地总结MG材料中一般掺杂和极化掺杂的理论指导意义，并讨论未来研究方向和应用前景。
通过对相关研究的梳理和分析，旨在为MG材料的掺杂技术提供一定的理论支持，并展望其在能源储存、电子器件和光学领域等方面的应用潜力。
本文的研究目标是推动MG材料在功能材料领域的发展，促进该领域的进一步研究和应用。
2. MG的一般掺杂:2.1 理论说明:MG的一般掺杂是指向镁铝尖晶石(MgAl2O4) 结构中引入其他离子或原子，从而改变其物理和化学性质的过程。
这种掺杂可以通过不同方法实现，如固相反应、溶胶-凝胶法、共沉淀法等。
通过这些方法引入不同离子或原子，可以调节材料的光学、电学和磁学性质，从而拓展其应用领域。
2.2 要点1:在MG的一般掺杂中，常用的掺杂离子包括过渡金属离子（如Fe、Co、Ni）、稀土离子（如Y、Gd、Er）以及间隙氧位掺杂等。
过渡金属离子的掺杂能够改变镁铝尖晶石结构的磁学性质。
例如，添加铁离子可以使镁铝尖晶石呈现出远超于其自然状态下的强磁性行为，并且可以调节其居里温度。
类似地，钴和镍也具有类似的效果。
稀土离子在MG中也起到重要作用。
稀土离子的掺杂可以改变镁铝尖晶石的光学和发光性质。
这种掺杂使得镁铝尖晶石具有荧光效应和上转换发光特性。
《Ca2LaZr2Ga3O12体系稀土发光材料的制备及发光性能研究》范文
《Ca2LaZr2Ga3O12体系稀土发光材料的制备及发光性能研究》篇一摘要本文主要探讨了Ca2LaZr2Ga3O12体系稀土发光材料的制备方法以及其发光性能的深入研究。
通过对不同稀土元素的掺杂、烧结工艺的优化，系统地研究了材料的光致发光性能和电致发光性能。
本论文首先阐述了该研究领域的重要性和研究进展，接着详细描述了实验材料、方法及实验结果，最后对实验数据进行了深入的分析和讨论，为该体系稀土发光材料的应用提供了理论依据。
一、引言随着科技的进步和照明技术的革新，稀土发光材料因其独特的物理和化学性质，在照明、显示、生物成像等领域得到了广泛的应用。
Ca2LaZr2Ga3O12体系稀土发光材料因其良好的化学稳定性和较高的发光效率，成为了当前研究的热点。
本文旨在通过制备工艺的优化和性能研究，进一步推动该体系发光材料的应用和发展。
二、研究进展及文献综述Ca2LaZr2Ga3O12体系稀土发光材料的研究始于近年来，国内外学者在该领域已经取得了一定的研究成果。
通过对不同稀土元素的掺杂，可以有效地调节材料的发光颜色和亮度。
此外，烧结工艺的优化也对提高材料的发光性能起到了关键作用。
然而，该体系发光材料的制备工艺和性能仍有待进一步的研究和优化。
三、实验材料与方法（一）实验材料实验所需原材料包括CaO、La2O3、ZrO2、Ga2O3以及不同种类的稀土氧化物。
所有原材料均经过严格的筛选和预处理，以确保实验的准确性。
（二）制备方法采用高温固相法进行材料的制备。
首先将原材料按照一定比例混合，经过球磨、干燥、预烧等工艺，再经过高温烧结，得到Ca2LaZr2Ga3O12体系稀土发光材料。
（三）性能测试通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、光谱分析等手段，对制备得到的材料进行结构和性能的测试和分析。
四、实验结果与分析（一）不同稀土元素掺杂的影响通过在不同位置掺杂不同种类的稀土元素，我们发现掺杂可以有效地调节材料的发光颜色和亮度。
纳米材料的能带调控与光吸收特性
纳米材料的能带调控与光吸收特性纳米材料是指具有纳米尺寸的材料，其尺寸在1-100纳米范围内。
由于纳米材料在尺寸、形状及表面特性上的巨大改变，使得其具有许多传统材料所不具备的性质。
其中一个重要的特性就是它们的能带调控与光吸收特性。
能带调控是指通过调控材料的尺寸、形貌、结构等来调整材料的能带结构和能带宽度，从而改变材料的电子结构和性能。
例如，纳米材料的尺寸缩小到纳米级别时，自由电子的能量将发生量子限制效应，这将导致能带宽度的变化。
而纳米线、纳米棒、纳米颗粒等不同的形貌和结构也会影响能带结构和能带宽度。
因此，通过调控纳米材料的尺寸、形貌等参数可以实现对能带结构的调控。
能带调控对于纳米材料的性能提升具有重要意义。
例如，通过调控能带结构，可以实现材料的能带宽度调控，从而改善电子传输性能，提高材料的电子导电性能。
这对于电子器件的性能提升有着重要的意义。
同时，能带调控也可以改变材料的光学性质。
纳米材料的能带宽度和能带结构的改变会影响材料的带隙能量，从而影响材料对光的吸收和发射。
例如，调控能带宽度可以实现材料光吸收能力的增强，使得纳米材料在光电子器件方面具有更好的应用潜力。
另外一个与能带调控密切相关的特性就是纳米材料的光吸收特性。
纳米材料具有特殊的光学性质，例如，对纳米金属颗粒来说，由于表面等离子体共振的存在，使得其吸收和散射光谱在可见光范围内发生巨大变化。
这使得纳米材料在光学器件、传感器等方面具有广泛的应用前景。
此外，纳米材料的能带调控与光吸收特性的研究也对太阳能转换、光催化等领域具有重要的意义。
纳米材料的能带调控和光吸收特性不仅仅限于金属材料，还涉及到半导体纳米材料。
半导体纳米材料的能带调控和光吸收特性一直是研究的热点之一。
通过调控半导体纳米材料的尺寸和结构可以改变其能带结构和带隙能量，从而实现对其光学性能的调控。
例如，通过调控二维半导体钙钛矿纳米结构的厚度可以实现对其能带宽度的调节，进而调节其对光的吸收谱。
《纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化》范文
《纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化》篇一一、引言随着科技的进步，发光二极管（LED）的制造与应用领域正在迅速扩大。
特别是在现代光电显示、照明技术及通信领域，AlGaN基LED扮演着不可或缺的角色。
然而，传统的LED结构在电子传输和光子输出方面存在诸多问题，如电子泄露和光子逃逸等。
为了解决这些问题，研究者们开始探索采用核壳结构纳米线的设计来改善LED的性能。
而其中的关键之一就是电子阻挡层的优化，本篇论文就纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化展开讨论。
二、纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线的基本原理纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线由高电子迁移率的AlGaN材料构成，其核心结构是通过外延生长法（如金属有机物化学气相沉积法）获得。
其中，电子阻挡层起着防止电子逃逸至活性区域外的关键作用。
其基本原理是利用材料间的能级差异，通过能带工程来控制电子的传输和阻挡。
三、电子阻挡层优化的重要性在LED中，电子和空穴的复合是产生光子的关键过程。
然而，如果没有有效的电子阻挡层，部分电子可能会逃逸至非辐射复合区域，导致光效降低。
因此，优化电子阻挡层是提高LED性能的关键手段之一。
通过对阻挡层的厚度、组分和界面结构的调整，可以优化其电子阻挡能力和透光性，从而提高LED的光效和寿命。
四、电子阻挡层优化的方法（一）厚度优化通过调整电子阻挡层的厚度，可以控制其能带结构和电子的传输特性。
较厚的阻挡层可以提供更强的电子阻挡能力，但也可能导致透光性降低。
因此，需要在保证电子阻挡效果的同时，尽可能地保持高的透光性。
（二）组分优化通过改变AlGaN中Al的含量（即Al组分），可以调整材料的能带结构和电子亲和能。
适当的Al组分可以提高电子阻挡层的能级势垒，从而增强其阻挡能力。
（三）界面结构优化界面结构的优化主要包括改善活性层与电子阻挡层之间的界面质量和降低界面缺陷密度。
这可以通过在生长过程中采用高质量的外延技术和适当的退火处理来实现。
Mg杂质能带工程调控AlGaN材料发光偏振特性
Mg杂质调控高Al组分AlGaN光学偏振特性郑同场，林伟*，蔡端俊，李金钗，李书平，康俊勇*（厦门大学物理与机电工程学院，福建省半导体材料及应用重点实验室，福建厦门361005）摘要：高Al组分AlGaN带边发光以e光为主的发光特性，从根本上限制了沿c面生长器件的正面出光，成为光电器件发光效率急剧下降的主要原因。
第一性原理模拟计算表明Al x Ga1-x N混晶的晶格常数比c/a偏离理想值程度随Al组分的增大而增大，导致晶体场分裂能∆cr从GaN的40 meV逐渐减小;当组分达到0.5时呈现0值，Al组分继续提升，∆cr进一步下降，价带顶排列顺序翻转，直至AlN达到最低值-197 meV。
通过Mg掺杂应变AlGaN量子结构能带工程调控高Al组分AlGaN的价带结构，反转价带顶能带排序，实现光发射o光占主导，从根本上克服高Al组分AlGaN发光器件正面出光难的问题。
关键词：高Al组分AlGaN；发光偏振特性；Mg杂质；能带工程中图分类号：O 781；O 469 文献标识码：A高Al组分AlGaN基紫外发光器件在杀菌消毒、环境净化、防伪识别、以及生化检测等诸多领域有着越来越广泛的应用和市场需要，引起人们强烈的关注[1-3]。
1998年，美国Sandia 国家实验室J. Han 等利用AlGa0.8N/GaN多量子阱0.2结构，研制出第一只波长短于GaN带隙（365 nm）的353.6 nm的紫外发光二极管（Light emitting diode, LED）[4]。
此后，波长更短的紫外发光二极管和激光二极管（Laser diode, LD）相继问世，AlGaN紫外发光器件研制取得了长足的进步[3,5-]。
然而，相比于传统InGaN基蓝、绿光发光器件，AlGaN基紫外光电器件的发光效率始终有限，且随着Al组分的增加而急剧下降[2]。
起初，人们普遍将效率下降归因于AlGaN晶体质量不高，内量子效率低下[7]；p型AlGaN掺杂困难[8-11]，载流子注入效率低；衬底等材料具有强烈的紫外吸收等。
增强AlGaN GaN 超晶格中Mg的掺杂效率
增强AlGaN / GaN 超晶格中Mg的掺杂效率Peter Kozodoy.一个Yulia P Smorc hkova Monica Hansen,惠明星)，Steven P DenBaars 和Umesh K.Mishra电气与计算机工程系和材料系，加利福尼亚大学，Santa Barbara,主巴巴拉，加利福尼亚93106A.W.Saxler,R.Perrin,w C.Mitchel空军研究实验室，材术4和制造局，AFRL/反洗钱士，莱特帕特森空军基地，俄亥俄45433-7707Mg 掺杂空穴传输性能的AlGaN/GaN 超晶格的仔细检查。
变温尔效应测量表明，这种超品格的使用提高了平均值。
空穴浓度在温度120 K 的"VE 数量级相比，GaN 体*LM~室温是高9 !。
一个不寻常的调制掺杂方案，WH 我直用分子束外延实现，取得了较高的空穴迁移率超晶格和压电极化测定证明，自发的举足轻重的作用超品格的能带结构。
高导电性的p 型GaN 和AlGaN 的发展是一个至关重要的电子和光电了器件。
然而，镁掺杂的Mg 受主和随之而来的低受主电离率的深层本质，以及较低的空穴迁移率在大量的Mg 摻杂GaN。
1甚至更严重的问题是在AIGaN 合金，当EF物杂效率在室温下可以相当低。
2 的情况进一步恶化，当德副运行在较低的温度下所需的温变较低，这导致迪米尼城门洞浓度。
使用AlGaN/GaN 异质结已被提出作为个增加的平均孔3t's 和我们最近的工作提供了增加孔c 实验示范技术浓度在室温下通过AIGaN/GaN超晶格的使用。
6孔增强机日品地比n 流日油级流任干费米能级。
产生的穴在带边.接近费米能级的地方累积，形成了一个载波。
虽然自由载流子是分开的。
为平行板，其空间平均密度将大大高于简单的散装*lm.aged! 和Mg 掺杂al0.2ga0.8n/gan苏流动如图2 所示为一个函数关于L，厚厚的-高电领域由于自发和压电极化的AlGaN 层内紧张预期烈影响的能带弯曲的超晶格中。
MgMoO_4:Tb^(3+)发光材料的制备及发光性能研究
MgMoO_4：Tb^(3+)发光材料的制备及发光性能研究刘艳花;拜文霞;左世永;冯利邦;耿中荣【期刊名称】《人工晶体学报》【年(卷),期】2015(0)11【摘要】利用燃烧法于900℃制备了一种新型的MgMoO_4:Tb^(3+)绿色荧光粉。
利用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)研究了样品的物相和结构,利用漫反射光谱(DRS)、激发(PLE)和发射光谱(PL)研究了样品的发光性能。
结果表明:所制备荧光粉为纯相MgMoO_4;这种荧光粉可以被355 nm的紫外光有效激发并在545 nm 处具有最强发射峰。
同时研究了荧光粉的优化工艺条件,即Tb^(3+)的掺杂浓度为0.20,合成温度为900℃,保温时间为5 min,n(CA)∶n(Mg+Mo)为0.8∶1。
CIE色度图分析表明,这种荧光粉的发光位于绿光区域,是一种适用于白光LED的潜在的绿色荧光粉。
【总页数】7页(P3065-3071)【关键词】MgMoO4;Tb3+;燃烧法;绿色荧光粉【作者】刘艳花;拜文霞;左世永;冯利邦;耿中荣【作者单位】兰州交通大学机电工程学院;兰州大学物理科学与技术学院【正文语种】中文【中图分类】O482.31【相关文献】1.Sm^3＋/Ce^3＋/Tb^3＋共掺CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的制备及发光性能研究 [J], 朱振峰;张燕斌;乔荫颇;刘辉;刘佃光;王冰清;张志春2.CaMoO_4:Tb~(3+)发光材料的制备和发光性质的研究 [J], 王喜贵;薄素玲;娜米拉;齐霞3.稀土离子Eu^(3+),Tb^(3+)掺杂SrMoO_4体系的制备及发光性能研究 [J], 张晓东;李霞;刘勇俊;李二斗4.CaMoO_4:Tb^(3+)发光材料的制备与发光性能研究 [J], 娜米拉;王福明;王喜贵;敖乐根5.微波法制备CaMoO_4∶Tb^(3+),Eu^(3+)白色荧光粉及其发光性能研究 [J], 穆冬迪;张涛;欧阳艳;黄以能;何晓燕因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
过渡金属元素Sc、Cr和Mn对Mg_(2)Ge掺杂的第一性原理研究
过渡金属元素Sc、Cr和Mn对Mg_(2)Ge掺杂的第一性原
理研究
戴松利;梁永超;马家君
【期刊名称】《无机化学学报》
【年(卷),期】2022(38)4
【摘要】基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算,研究了过渡金属元素Sc、Cr 和Mn掺杂对Mg_(2)Ge晶体光、电、磁性质的影响。
结果表明,Sc掺杂能使Mg_(2)Ge的费米能级进入导带,呈n型简并半导体;Cr和Mn掺杂能使Mg_(2)Ge 能带结构和态密度在费米能级附近产生自旋劈裂而形成净磁矩,表现为半金属磁体和稀磁半导体,体系净磁矩均来自杂质原子3d轨道电子及其诱导极化的Ge4p态和Mg_(2)p态自旋电子。
与本征Mg_(2)Ge相比,掺杂体系静态介电常数增大,扩展了吸收光谱,提升了近红外光波段吸收能力。
【总页数】8页(P637-644)
【作者】戴松利;梁永超;马家君
【作者单位】贵州大学大数据与信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB31;O614.321
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Mg杂质调控高Al组分AlGaN光学偏振特性郑同场，林伟*，蔡端俊，李金钗，李书平，康俊勇*（厦门大学物理与机电工程学院，福建省半导体材料及应用重点实验室，福建厦门361005）摘要：高Al组分AlGaN带边发光以e光为主的发光特性，从根本上限制了沿c面生长器件的正面出光，成为光电器件发光效率急剧下降的主要原因。
第一性原理模拟计算表明Al x Ga1-x N混晶的晶格常数比c/a偏离理想值程度随Al组分的增大而增大，导致晶体场分裂能∆cr从GaN的40 meV逐渐减小;当组分达到0.5时呈现0值，Al组分继续提升，∆cr进一步下降，价带顶排列顺序翻转，直至AlN达到最低值-197 meV。
通过Mg掺杂应变AlGaN量子结构能带工程调控高Al组分AlGaN的价带结构，反转价带顶能带排序，实现光发射o光占主导，从根本上克服高Al组分AlGaN发光器件正面出光难的问题。
关键词：高Al组分AlGaN；发光偏振特性；Mg杂质；能带工程中图分类号：O 781；O 469 文献标识码：A高Al组分AlGaN基紫外发光器件在杀菌消毒、环境净化、防伪识别、以及生化检测等诸多领域有着越来越广泛的应用和市场需要，引起人们强烈的关注[1-3]。
1998年，美国Sandia 国家实验室J. Han 等利用AlGa0.8N/GaN多量子阱0.2结构，研制出第一只波长短于GaN带隙（365 nm）的353.6 nm的紫外发光二极管（Light emitting diode, LED）[4]。
此后，波长更短的紫外发光二极管和激光二极管（Laser diode, LD）相继问世，AlGaN紫外发光器件研制取得了长足的进步[3,5-]。
然而，相比于传统InGaN基蓝、绿光发光器件，AlGaN基紫外光电器件的发光效率始终有限，且随着Al组分的增加而急剧下降[2]。
起初，人们普遍将效率下降归因于AlGaN晶体质量不高，内量子效率低下[7]；p型AlGaN掺杂困难[8-11]，载流子注入效率低；衬底等材料具有强烈的紫外吸收等。
近年来随着AlGaN 紫外光电器件研究的深入，人们逐渐认识到效率下降的背后AlGaN材料本身的能带结构在其中扮演了重要角色[12-22]。
随着Al组分的增大，价带顶按能量从高到低的能带排序由GaN的Γ9、Γ7和Γ7，逐渐转变为AlN的Γ7、Γ9、Γ7。
价带顶能带的差异使得在材料发光中占主导地位的导带和价带第一子带间的带边发光以电场与c轴垂直的o光（Ordianry Light, E⊥c）为主转变为以电场与光轴平行收稿日期：2015-06-30 录用日期：2015-10-25基金项目：国家重点基础研究发展计划（973）项目（2012CBR19300），国家高技术研究发展计划（863）（2014AA032608），国家自然科学基金（11404271、11204254），海峡联合基金（U1405253）*通信作者：jykang@; linwei@的e光（Extraordianry Light, E∥c）为主，表现为正面光发射逐渐被侧面光发射所取代。
相较于外延层正面，狭小的侧壁面积极大地限制了光抽取的效率，且侧向光难以有效利用。
更为不利的是，由于AlGaN材料相对于空气为光密介质，辐射光由材料内部出射时易在界面上发生全反射。
根据AlN和GaN折射率可推知AlGaN的全射角介于24.6 ~ 28.4°之间，这意味着在高Al组分AlGaN中少量偏离侧向传播的光投射至外延层正表面时会被全反射回器件内部而逐渐遭到吸收损耗，难以从器件中有效抽取。
传统提高光抽取效率方法主要采用对光电器件进行结构优化，如表面粗化[23,24]、图形化蓝宝石衬底[25,26]、布拉格反射镜[27,28]、光子晶体[29,30]等技术，虽然能够从一定程度上减少因介质折射率差异引起的全反射，但不能从根本上解决正面出光困难的局面。
为了绕开这一限制因素，人们试图将AlGaN外延生长转移到非极性面上，使得e光传播方向恰好转向器件正面出光方向，辐射光易于从正面出射[31]。
然而相比于沿c轴择优生长的AlGaN晶体，非极性面晶体生长较为困难，内量子效率难以超越。
采用能带工程，对材料能带结构进行适当的剪裁，以调控材料光学性质是一种有效可行的方法[32-34]。
前期的掺杂研究表明，在生长过程中，Mg杂质源以脉冲形式而非连续同时通入反应腔，在有效地提高Mg的掺杂效率的同时，杂质原子由于其电负性和离子半径大小与主晶格原子的差异，将影响AlGaN材料价带结构，价带轨道的空间分布发生变化[35]，这不仅意味着载流子的传输行为受到影响，电子空穴复合发光的偏振状态也将发生改变。
然而以往的研究更多地关注受主Mg掺杂的电学特性[36-38]，对于其影响发光偏振特性的认识和利用还有待探索。
本文采用第一性原理模拟计算Mg掺杂Al0.75Ga0.25N/AlN量子结构价带顶能带结构，提出采用Mg杂质能带工程调控高Al组分AlGaN的发光偏振特性，提高o光比重，进而提高发光器件的的正面出光。
1模型构建及方法采用基于密度泛函理论的第一性原理方法模拟计算Al x Ga1-x N混晶的能带结构。
构建2a×2a×2c GaN纤锌矿超原胞结构模型，所构建Al x Ga1-x N混晶模型Al组分x分别为0.00、0.25、0.50、0.75、1.00。
Al原子以替位的方式均匀地占据部分Ga原子位置，以体现更高的代表性。
图1（a）展示了典型的混晶模型Al0.75Ga0.25N。
非掺量子结构所构建的结构模型基于2a×2a×8c纤锌矿超原胞，如图1（b）所示。
Mg掺杂应变Al0.75Ga0.25N/AlN量子阱结构通过Mg原子替代阱中单个Ga原子构建，如图1（c）所示。
第一性原理计算采用V ASP程序包[39]；计算过程中，Ga的3d电子当作价电子处理，电子—离子相互作用采用投影缀加波赝势法（PAW）[40,41]描述；交换关联能采用广义梯度近似（GGA）[42]的PW91交换关联函数；电子波函数采用平面波展开，平面波基组的截断能设为520eV；布里渊区积分采用5×5×3的Monkhorst-Pack点阵[43]。
结构优化过程中，允许总能计算的误差为10-4 eV，离子弛豫运动的收敛标准为10-3 eV，以保证各原子充分弛豫，使体系能量达到最低。
图1（a）Al0.75Ga0.25N混晶模型,（b）非掺和（c）Mg掺杂Al0.75Ga0.25N/AlN量子阱结构Fig. 1 Al0. 75Ga0.25N alloy (a), structure of undoped, (b) and Mg doped (c) Al0.75Ga0.25N/AlN quantum structure. 2结果与讨论2.1 Al x Ga1-x N混晶光学偏振特性图2.（a）Al x Ga1-x N价带顶能带结构，（b）晶格常数c/a比与晶体场分裂能∆cr随Al组分变化关系Fig. 2 (a) The band structure of Al x Ga1-x N at valence band maximum, (b) the c/a ratio and crystal field splitting ∆cras a function of Al composition.众所周知，材料发光主要源于带边电子跃迁，价带顶附近的能带对光发射贡献较大，特别是导带与价带第一子带之间的电子跃迁在材料发光中占主导地位。
为此我们重点分析价带顶的能带色散关系随Al组分的变化。
在不考虑自旋轨道耦合作用的情况下，原本立方对称性闪锌矿布里渊区中心处（k = 0）三重态Γ15在纤锌矿AlGaN六角对称结构下分裂为Γ6双重态和Γ1单态，分别对应为重空穴带HH、轻空穴带LH和晶体场分裂空穴带CH。
通常定义轻重空穴带HH/LH与晶体场分裂空穴带CH的能量差为晶体场分裂能∆cr。
在无应力状态下，GaN中CH带为第三子带，位于HH和LH带之下；随着Al组分的增大，CH带上移与HH和LH带间的晶体场分裂能逐渐减少；当Al组分提升至0.5时，∆cr减少至零，三子带呈现简并；随着Al组分进一步增大，CH成为第一子带，∆cr转而为负。
价带顶能带的排列顺序随着Al组分的变化而改变，如图2（a）所示。
通过对晶格常数比c/a的计算，可以发现各模型AlGaN晶格常数比c/a偏离理想纤锌矿结构值1.63，c/a偏离程度随Al组分的增大而增大，如图2（b）所示，导致晶体场分裂能∆cr由GaN的40 meV逐渐减小，当组分达到0.5时呈现0值。
而当Al组分继续偏向AlN，∆cr呈现负值并逐渐减小，最终达到最小-197 meV。
高Al组分与低Al组分Al x Ga1-x N的价带结构的差异，对材料发光性质有着决定性作用。
材料发光主要来源于带边电子跃迁，特别是导带与价带第一子带之间的电子跃迁在材料发光中占主导，第一子带与其它子带间的能量间距越大，其发光所占比重也越大。
结合Al x Ga1-x N混晶能带结构分析可知，低Al组分AlGaN的带边发光以o光为主；随着Al组分的增加，o光急剧减弱而e光迅速增强；高Al组分AlGaN的带边发光则变为e光为主，如图3（a）所示。
光子的传播方向与其偏振方向垂直，o光主要沿平行于c轴的方向传播，大部分的光位于全反射角之内，容易从外延层中逃逸，因此正面光抽取效率高。
而e光主要沿垂直于c轴方向即侧向传播，正面的全反射和侧面的狭小面积极大地限制了光抽取效率，如图3（b）所示。
全反射过程中大多数辐射光被材料吸收损耗，由于器件侧向长度尺寸远大于纵向厚度，e光在材料内部的传播距离比o光更为深远，增大了传播过程中再被材料吸收的可能。
由此可见，价带顶能带结构对AlGaN紫外发光器件的发光效率起着关键作用，高Al组分AlGaN价带顶能带带序的反转引起的光学偏振特性的变化，从根本上限制了器件的正面出光，导致器件的发光效率急剧下降。
从能带工程方面考虑，调制高Al组分的AlGaN价带结构，反转轻重空穴带至价带顶，如此一来导带和价带第一子带的跃迁复合辐射光易于从正面出射。
图3.（a）高Al组分AlGaN材料发光特性示意图，（b）AlGaN LED与空气间光的折射示意图Fig. 3 The schematic diagram of the emitting light characteristics of high Al content AlGaN material (a) and therefraction between AlGaN LED and air.2.2应变调控Al0.75Ga0.25N/AlN量子结构发光偏振特性Al x Ga1-x N/Al y Ga1-y N（x< y）量子结构作为深紫外发光器件的有源层，量子阱组分往往大于0.5，不可避免的呈现侧向发光的偏振特性。