调制掺杂非晶半导体超晶格中的瞬变电流(II)――瞬态光电导
微电子技术中的半导体薄膜材料
微电子技术中的半导体薄膜材料摘要：本文着重介绍了用于微电于技术的非晶态、宽带隙、纳米相、超晶格、量子微结构以及多孔硅等半导体薄膜材料并指出，原子组态的无序化，材料禁带的宽带隙化，能带剪裁的任意化以及人工结钩的低维化和量子化，集中体现了半导体薄膜材料的发展特点。
关键词：薄膜材料，结构性质，发展特点1 引言薄膜材料是发展微电子技术的先导条件和制造微电子器件的物质基础，近半个世纪以来，随着各种成膜方法的长足进步，半导体薄膜材料从体单晶到非晶态，从非晶态到纳米相，从窄禁带到宽带隙，从常规制备到人工设计，涌现出了一大批高质量和有重要实用价值的新材料。
目前，关于半导体薄膜材料物理与工艺的研究，已成为真空、微电子和材料科学中一个极其活跃的领域[1]。
半导体薄膜材料研究的核心为新材料的研究和传统材料性能的提高。
前者是按照人为的意志构想新的结构形式和设计新的化学组分，并通过现代超薄层外延技术加以实现；后者则是利用适宜的工艺方法改变材料的微观结构，使其呈现出常规材料所不具有的全新原子组态。
2 不同结构类型的半导体薄膜材料2.1 非晶态材料非晶态半导体是一门在凝聚态物理领域中占据着重要地位且发展十分迅速的新兴学科，研究非晶态材料的意义不仅是在科学技术上获得大量的新材料和新器件，而且可以开拓和加深人们对固体物理领域中许多基本问题的认识与理解。
以促进固体物理学的发展，同时对其许多周边物质，如非晶态合金及多层异质结、超微粒子、多孔硅以及硅系高分子等的研究也将产生积极而深远的影响。
原子结构的无序性和化学组分的多样化，使非晶态半导体具有许多显著不同于晶态半导体的物理特性[2]。
对于大多数非晶态材料而言，其组成原子都是由共价键结合在一起，形成了一种连续的共价键无规网络结构；在非晶态半导体中可以实现连续的物性控制，当连续改变其化学组成时，其禁带宽度、电导率和相变温度等都随之连续变化；在热力学上，非晶态处于一种亚稳状态，仅在一定条件下才可以转变成晶态；此外，非晶态材料的结构特性、电学及光学性质都灵敏地依赖制备方法与工艺条件。
半导体物理发展历程
一、半导体物理的发展历程半导体物理是凝聚态物理领域中的一个活跃分支,也是半导体科学技术发展的重要物理基础。
半个多世纪以来,半导体物理自身不仅在晶态半导体、非晶态半导体、半导体表面、半导体超晶格、纳米半导体和有机半导体等领域中都获得了令世人瞩目的重大进展,而且它还是一系列新材料、新结构、新效应、新器件和新工艺产生的源泉,极大地丰富了凝聚态物理的研究内容和有力地促进了半导体科学技术的迅速发展。
温故而知新。
今天,我们重新认识它的发展规律与特点,对于把握半导体物理在21世纪的发展走向具有直接的现实指导意义。
（一）半导体物理早期发展阶段?20世纪30年代初，人们将量子理论运用到晶体中来解释其中的电子态。
1928年布洛赫提出着名的布洛赫定理，同时发展完善固体的能带理论。
1931年威尔逊运用能带理论给出区分导体、半导体与绝缘体的微观判据，由此奠定半导体物理理论基础。
到了20世纪40年代，贝尔实验室开始积极进行半导体研究，且组织一批杰出的科学家工作在科学前沿。
1947年12月，布拉顿和巴丁宣布点接触晶体管试制的成功。
1948年6月，肖克利研制结接触晶体管。
这三位科学家做出杰出贡献，使得他们共同获得1956年诺贝尔物理学奖。
?晶体管的发明深刻改变人类技术发展的进程与面貌，也是社会工业化发展的必然结果。
早在20世纪30年代，生产电子设备的企业希望有一种电子器件能有电子管的功能，但没有电子管里的灯丝，这因为加热灯丝不但消耗能量且要加热时间，这会延长工作启动过程。
因此，贝尔实验室研究人员依据半导体整流和检波作用特点，考虑研究半导体能取代电子管的可能性，从而提出关于半导体三极管设想。
直到1947，他们经反复实验研制了一种能够代替电子管的固体放大器件，它主要由半导体和两根金属丝进行点接触构成，称之为点接触晶体管。
之后，贝尔实验室的结型晶体管与场效应晶体管研究工作成功。
20世纪50年代，晶体管重要的应用价值使半导体物理研究蓬勃地展开。
《半导体物理学》课程教学大纲
《半导体物理学》课程教案大纲一、课程说明（一）课程名称：《半导体物理学》所属专业：物理学（电子材料和器件工程方向）课程性质：专业课学分：学分（二）课程简介、目标与任务：《半导体物理学》是物理学专业（电子材料和器件工程方向）本科生的一门必修课程。
通过学习本课程，使学生掌握半导体物理学中的基本概念、基本理论和基本规律，培养学生分析和应用半导体各种物理效应解决实际问题的能力，同时为后继课程的学习奠定基础。
本课程的任务是从微观上解释发生在半导体中的宏观物理现象，研究并揭示微观机理；重点学习半导体中的电子状态及载流子的统计分布规律，学习半导体中载流子的输运理论及相关规律；学习载流子在输运过程中所发生的宏观物理现象；学习半导体的基本结构及其表面、界面问题。
（三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接：本课程的先修课程包括热力学与统计物理学、量子力学和固体物理学，学生应掌握这些先修课程中必要的知识。
通过本课程的学习为后继《半导体器件》、《晶体管原理》等课程的学习奠定基础。
（四）教材与主要参考书：［］刘恩科，朱秉升，罗晋生. 半导体物理学（第版）［］. 北京：电子工业出版社. .［］黄昆,谢希德. 半导体物理学［］. 北京：科学出版社. .［］叶良修.半导体物理学（第版）［］. 上册. 北京：高等教育出版社. .［］. . , ( .), , , .二、课程内容与安排第一章半导体中的电子状态第一节半导体的晶格结构和结合性质第二节半导体中的电子状态和能带第三节半导体中电子的运动有效质量第四节本征半导体的导电机构空穴第五节回旋共振第六节硅和锗的能带结构第七节族化合物半导体的能带结构第八节族化合物半导体的能带结构第九节合金的能带第十节宽禁带半导体材料（一）教案方法与学时分配课堂讲授，大约学时。
限于学时，第节可不讲授，学生可自学。
（二）内容及基本要求本章将先修课程《固体物理学》中所学的晶体结构、单电子近似和能带的知识应用到半导体中，要求深入理解并重点掌握半导体中的电子状态（导带、价带、禁带及其宽度）；掌握有效质量、空穴的概念以及硅和砷化镓的能带结构；了解回旋共振实验的目的、意义和原理。
半导体物理第九章2
§9.3 异质结在光电子器件中的应用(略，第十章半导体激光器后自学) §9.4 半导体量子阱和超晶格一、基本概念量子阱和超晶格都是利用禁带宽度不同的两种材料对电子的运动形成低维约束，以使其能量状态产生新的量子化。
半导体超晶格的概念是IBM 的日裔科学家江崎和华裔科学家朱兆祥为了开发新的负阻器件于1968年提出，并于1970年首先用砷化镓实现的。
他们认为，如果用两种晶格非常匹配但禁带宽度不同的材料A 和B ，以薄层的形式周期性地交替生长在一起，则其中的电子沿薄层生长方z 的连续能带将会分裂为一些子能带，如图9－13所示。
设两种材料薄层的厚度分别为d 1和d 2，总厚度d ＝d 1＋d 2即为超晶格周期。
由于d 是构成材料晶格常数a 的倍数，构成材料在z 方向上由(±n π/a)所决定的布里渊区将被分裂为若干个小布里渊区，其E z —k z 关系曲线将在这些布里渊区的边界处间断。
例如，若超晶格的周期d 为晶格常数a 的10倍，那么，构成材料的每个布里渊区都将被分割为10个微小的布里渊区。
在每一个微小布里渊区中，超晶格材料的电子能量E z 与波矢k z 的关系是连续变化的函数关系，形成一个能带，称为子能带。
通常把正常晶体的能带变为许多子能带的情况称为布里渊区的折叠。
图中的虚线表示按近自由电子近似得到的一个布里渊区中的抛物线型能带，而实线所代表的超晶格能带明显地为非抛物线型能带。
由连续能带分裂而成的第n 个子能带的E (k ) 关系可表示为kd t E k E cos 2)(n n0-=式中，k 是电子沿z 方向的波矢，限制在布里渊区(-π/d ，π/d )之中；d 是两个薄层的总厚度，即超晶格的重复周期，或称超晶格常数；t n 是能带宽度的量度，2t n 即为该子能带的宽度。
在k 空间，电子的运动要满足上式。
如果沿z 方向加一个外加电场E ，按照半经典理论，电子运动应满足下列方程qE dtdkhπ2-= 在这个电场的作用下，子能带中的电子将作定向运动，并在两次散射之间从电场获取并积累能量。
我国研制出新型超高导电材料
一般来说增加导电性，有两个方法。
第一是把电子变多，第二是让电子跑的快些。
但在传统材料中，这两者很难同时达到。
这主要是由于电子数目多的情况下，电子会因为费米面的增大而大大增加散射几率，这其中一些大角度的背散射就会让电子的运动南辕北辙，从而降低迁移率，限制了材料导电性的进一步增强。
最近，修发贤课题组成功合成了砷化铌的纳米带。
测量发现，砷化铌纳米带在具有很高电子浓度的情况下仍然具有超高的迁移率。
为了进一步确认是什么原因导致了砷化铌纳米带具有超高的电导率，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心副研究员张警蕾等人利用稳态强磁场实验装置，系统地研究了砷化铌纳米带的量子振荡。
得益于较高的测试磁场（最高使用场为32T），研究团队观测到一系列由费米弧表面态构成的量子振荡。
通过对这些量子振荡分析，研究人员发现砷化铌中的这种费米弧表面态具备低散射率的特性，即使在较高电子浓度的情况下，体系仍然保持低散射几率。
这些实验结果证明了砷化铌超高导电的机制源自外尔半金属特有的费米弧结构。
值得指出的是，和常规的量子现象不同，费米弧这一特性即使在室温仍然有效。
这一发现为材料科学寻找高性能导体提供了一个可行思路。
利用这种特殊的电子结构，可以在提高电子数量的同时，降低电子散射，从而实现优异的导电特性，这在降低电子器件能耗等方面有潜在应用。
该研究工作由复旦大学、中科院强磁场科学中心、南京大学、加州大学戴维斯分校、昆士兰大学、北京工业大学、苏黎世联邦理工学院、爱尔兰三一学院等多家单位合作完成。
修发贤为通讯作者，复旦大学博士生张成为第一作者，复旦大学本科生倪卓亮、强磁场中心张警蕾、复旦大学博士生袁翔为共同第一作者。
该研究在强磁场中心的实验部分得到了中科院科研仪器设备研制项目、中科院青年促进会、合肥物质科学技术中心创新项目培育基金等的支持。
碳基纳米盘可协同抑制肿瘤生长记者3月21日从中科院强磁场科学中心获悉，该中心王辉研究员与华盛顿大学Miqin Zhang教授等合作，在癌症碳基药物载体方面取得新进展。
摘取空缺两年国家自然科学奖一等奖的闵乃本_国家自然科学奖一等奖
摘取空缺两年国家自然科学奖一等奖的闵乃本_国家自然科学奖一等奖2006年2月27日，庄严的人民大会堂洋溢着浓浓春意，2006年度国家科学技术奖的评选结果于当天揭晓，南京大学固体微结构实验室闵乃本从胡锦涛主席手中接过国家自然科学技术一等奖证书。
这是国家自然科学技术一等奖空缺两年之后第一次“名花有主”，同时，这也是自1999年国家奖励制度改革以来，内地高校独立完成的第一个国家自然科学一等奖。
闵乃本是谁？介电体超晶格有什么能量？一时间，两者都成为媒体追逐的焦点。
介电体超晶格研究，探寻“三色光”的学术远征介电体超晶格是专业的物理概念，“简而言之，通常情况下一台激光器只能发出一种颜色和波长的激光，而通过介电体超晶格过滤，则可以将一种颜色和波长的激光转换成红、绿、蓝3种颜色或更多颜色和波长的激光，这就为当代激光技术开拓了新应用，也开拓了光学和非线性光学的新领城。
”闵乃本用最通俗的语言解释了介电体超晶格。
然而，可千万别小看这简单的三色光，找到它们，闵乃本和南京大学固体微结构实验室全体成员整整花费了19年的时间。
19年的艰苦攻关无异于一次远征。
早在1986年，闵乃本考虑提出介电体超晶格的概念，这在当时对他们是一个陌生的冷门领域。
经过3年的艰苦探索，闵乃本和他的学生建立了准周期超晶格的多重准位相匹配理论，预言“一块准周期的介电体超晶格有可能将一种颜色激光同时转换成三四种颜色的激光。
”对激光进行颜色转换，闵乃本为此兴奋不已，然而当时很多同行看来这简直是笑谈，而且没有想到的是，成果于1990年在国际学术刊物发表后，也没有引起学术界的重视。
刚开始，闵乃本心里很不是滋味，几天后，他终于明白：一个理论要得到国际上的承认，不拿实验数据说话不行！“我们于是下定决心要制备出准周期的介电体超晶格。
”不想，闵乃本从此陷入了长达两三年的科研冰期。
“屡试屡败，总找不到突破口，整天坐立不安、寝食不安，但我们不能放弃。
”闵乃本一门心思扑在学术领域，紧盯国内外学术界的最新趋势和成果，努力探寻突破口。
光学超晶格晶体——实现激光频率转换的无限可能
第50卷第3期2021年3月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.50㊀No.3March,2021封面图片光学超晶格晶体 实现激光频率转换的无限可能1962年,诺贝尔奖获得者Bloembergen 等提出了准相位匹配(quasi phase matching,QPM)理论,通过对光学晶体的二阶非线性极化率的周期性调制来补偿光频率变换过程中因色散引起的基波和谐波之间的相位失配,从而获得非线性光学效应的有效增强㊂20世纪70年代末,南京大学闵乃本等用晶体生长条纹技术生长出具有周期畴的铌酸锂晶体(后被称为光学超晶格),完成了首次准相位匹配的实验验证㊂20世纪80年代末,他们又提出了多重准相位匹配理论,将准周期(人工准晶)引入光学超晶格㊂到了20世纪90年代初,日本SONY 公司㊁美国斯坦福大学㊁日本大阪大学㊁日本东北大学和中国南京大学等发展出图案极化技术,在铌酸锂(LN)㊁钽酸锂(LT)等不同铁电晶体中实现了铁电畴的周期极化反转,成功实现了倍频输出㊂后来南京大学研究组还将光学超晶格的研究从一维拓展到二维㊁三维,从经典光拓展到非经典光,极大地推动了光学超晶格晶体的应用研究㊂图1㊀光学超晶格晶体晶圆图2㊀光学超晶格晶体芯片㊀㊀光学超晶格光频率转换具有转换效率高㊁设计自由㊁体积小㊁成本低等优点㊂常见的光学超晶格极化晶体材料有PPLN㊁PPLT 和PPKTP,还有PPKTA㊁PPRTP㊁PPRTA㊁PPCTA㊁PPLBGO㊁QPMGaAs 和QPMGaP 等,不同光学超晶格晶体之间优势互补,性能各异,共同构建起一个庞大的应用市场㊂灵活设计和制造光学超晶格晶体,通过频率变换可以得到晶体透光范围内任何波长的激光或纠缠光输出,如高效蓝绿激光㊁中远红外激光㊁医疗用激光㊁太赫兹波等,在激光显示㊁光电对抗㊁量子科技㊁光通信㊁大气探测㊁生物检测和医疗以及太赫兹无损检测等领域有着广阔的应用前景㊂目前光学超晶格晶体正朝着深紫外㊁远红外㊁薄膜化㊁超大尺寸㊁大口径㊁高转换效率波导结构㊁高抗损伤阈值器件等方向发展㊂图3㊀光学超晶格芯片的畴周期结构(a)均匀周期结构;(b)级联周期结构;(c)阵列周期结构;(d)啁啾周期结构;(e)扇形周期结构国际上能提供光学超晶格晶体的公司主要有美国CTI㊁加拿大C2C Link㊁英国Covesion㊁以色列Raicol㊁日本Oxide㊁中国台湾龙彩科技(HCP)和福建中科晶创光电科技有限公司(CTL Photonics,简称中科晶创)等㊂境外的光学超晶格晶体芯片价格十分昂贵,如一片10mm 长的光学超晶格晶体芯片价格在3000~5000美元之间,并且某些光学超晶格晶体对中国禁运㊂中科晶创经过多年发展也具备产业化能力,所开发的多品种光学超晶格晶体已能满足国内外不同用户的需求㊂588㊀封面图片人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第50卷本期封面是光学超晶格晶体芯片的结构和工作原理示意图,芯片畴周期结构可以是单个均匀周期结构㊁多周期结构㊁级联周期结构㊁啁啾周期结构和扇形周期结构等㊂两束入射激光经过不同周期结构的光学超晶格晶体芯片的频率转换,如差频㊁和频㊁倍频㊁三倍频和光学参量振荡等,得到晶体透光范围内任何波长的激光或纠缠光输出㊂图4㊀通过不同周期结构的频率变换可以得到晶体透光范围内任何波长的激光或纠缠光输出(中国科学院福建物质结构研究所梁万国供稿)。
超晶格第四章半导体超晶格
3�电学方法�C-V法�
当有外加电压Va存在时�势垒的宽度和高度的关系为�
( x0
−
x1 )
=
[
2ε1ε 2N D
qN A (ε1N A + ε 2N D
)
(VD
− Va
)]1/ 2
( x2
−
x0 )
=
[
2ε1ε 2N A
qN D (ε1N A + ε 2N D )
?异质结不同能隙材料形成的结如族族族等?主要特点能隙宽度介电常数及电子亲和势均不同?不仅是超晶格的基本组成部份其材料与结构的不同也为器件设计带来许多自由度及独特的性质21理想突变异质结能带图理想突变异质结的模型是两种材料一直到边界都保持其体内的特性在边界上才突变成另一种材料
第四章 半导体超晶格
§1 引言 §2 异质结 §3 超晶格量子阱中的新现象 §4 超晶格电子态理论 §5 超晶格晶格振动 §6 超晶格量子阱的光学性质 §7 超晶格量子阱的垂直输运性质 §8 超晶格量子阱应用例举 §9 量子Hall效应 *§10 低维超晶格和微结构
3�应变超晶格
一般认为�晶格常数的失配度<0.5%为晶格匹配� 失配度>0.5%为晶格失配。在晶格常数失配度<7% 的范围内�其中的一种或两种材料内存在应变�以 补偿晶格常数的失配�界面不产生位错与缺陷。
如�Si/Ge, GaP/InP
§2
异质结 - 超晶格的基本单元
“半导体异质结物理”, 虞丽生,科学出版社.
当势阱的宽度和载流子的有效质量已知时�可用和 实验数据相拟合的办法求出相应势阱的深度�即导 带带阶和价带带阶。
电子的跃迁满足选择定则 Δn = 0�即位于第n个重 �或轻�空图穴5 量能子级阱只中的能量跃子能迁级到和第光跃n迁个电子能级。
《以SrTiO3为缓冲层的超晶格电解质的制备及性能研究》范文
《以SrTiO3为缓冲层的超晶格电解质的制备及性能研究》篇一一、引言近年来，超晶格电解质因其在高效、快速响应以及稳定的电池技术中的应用潜力备受关注。
本文中，我们将以SrTiO3为缓冲层的超晶格电解质作为研究对象，详细介绍其制备方法及性能研究。
二、超晶格电解质概述超晶格电解质是一种具有纳米级结构的复合材料，因其具备优异的离子传输性能和机械稳定性，在电池、电容器等众多领域中得到了广泛应用。
SrTiO3作为一种典型的氧化物材料，因其具有高稳定性、良好的电导率等优点，常被用作超晶格电解质的缓冲层。
三、制备方法1. 材料选择与准备首先，选择高质量的SrTiO3粉末和所需的电解质材料。
将原料进行充分的干燥和研磨，以确保其具有良好的分散性和反应活性。
2. 制备过程（1）采用溶胶-凝胶法或化学气相沉积法等制备SrTiO3缓冲层。
（2）将制备好的SrTiO3缓冲层与电解质材料进行混合，形成超晶格电解质的前驱体溶液。
（3）通过旋涂、喷涂或浸渍等方法，将前驱体溶液沉积在基底上，形成超晶格电解质薄膜。
（4）对薄膜进行热处理，使其形成致密的超晶格结构。
四、性能研究1. 结构表征利用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段，对超晶格电解质的微观结构进行表征，分析其晶体结构、晶粒大小及分布等情况。
2. 电化学性能测试（1）离子电导率测试：通过交流阻抗谱等方法，测试超晶格电解质的离子电导率，评估其导电性能。
（2）循环稳定性测试：在电池或电容器等器件中，对超晶格电解质进行充放电或充放能测试，观察其循环稳定性和容量保持率。
（3）机械性能测试：通过拉伸、弯曲等实验，评估超晶格电解质的机械性能。
五、结果与讨论1. 结构分析结果通过X射线衍射和扫描电子显微镜等手段，观察到超晶格电解质具有明显的SrTiO3缓冲层和电解质层交替排列的纳米结构。
晶体结构清晰，晶粒分布均匀。
2. 电化学性能分析结果（1）离子电导率：超晶格电解质表现出较高的离子电导率，且随着温度的升高，离子电导率呈上升趋势。
半导体超晶格中负微分电导及其非线性特性的研究共3篇
半导体超晶格中负微分电导及其非线性特性的研究共3篇半导体超晶格中负微分电导及其非线性特性的研究1半导体超晶格中负微分电导及其非线性特性的研究半导体超晶格是一种具有特殊晶体结构和性质的形式，其性能比普通半导体更为优异。
在半导体超晶格中，一些特殊的电学现象受到了研究者们的广泛关注。
其中，负微分电导现象引起了极大的兴趣。
负微分电导现象是指在某些材料中，随着电压的加大，电流并不像正常情况下那样增大，反而出现减小的现象。
这种电流随电压下降的现象被称为负微分电导（NDC），是一种负导数现象。
负微分电导的出现为新型电子器件的制备和应用提供了新的思路和可能性。
半导体超晶格材料中负微分电导现象的研究和应用也成为了当前新兴材料研究的热点。
半导体超晶格中的负微分电导现象主要是由其非线性特性引起的。
在正常情况下，电势差和电流之间的关系可以通过欧姆定律来描述，即I=U/R，其中I表示电流，U表示电势差，R表示电阻。
然而在半导体超晶格中，这种关系并不适用。
随着电压加大，电子被加速到高速运动，当电压达到一定程度后，电子将在深度周期结构中被扭曲和折射。
这些被扭曲的电子不仅导致电流的减小，还能够在结构周期内相互干涉，增强量子隧穿效应，造成电阻率的变化。
针对半导体超晶格中负微分电导现象，许多学者进行了大量的研究。
他们通过研究材料的微观结构和表征，以及研究材料的输运特性和非线性关系，加深了人们对半导体超晶格负微分电导现象的理解，为实现其应用提供了新的思路。
除了理论研究外，半导体超晶格负微分电导现象的应用也正在快速发展。
例如，该现象可用于设计新型电荷放大器、微波信号放大器、偏置稳压器件和高性能传感器等。
此外，对于新型太阳能电池和热电器件等光、热转化的能量转换领域也有广泛的应用前景。
这些应用拓展了半导体超晶格负微分电导现象的应用，提高了其应用价值和实用性。
总之，半导体超晶格中负微分电导及其非线性特性的研究，为光、电子学和信息技术领域带来了巨大的贡献。
HgMnTe磁性半导体研究概述
可导致 一 系列 的奇 特物理 现象 ： （ 负磁 阻、 巨）
巨 Ｆｒｄｙ旋 转 效 应 、磁 场 诱 导 绝 缘 体 一金 属 相 ａａ ａ 变 、磁 极 化 子 效 应 以 及 铁 磁 性 。这些 特 殊 的 物 理 现 象 在 常 规 半 导 体 中 都 不 存 在 。同 时 ，磁 性 半 导
参 数 ，并 会 使 这 些 参 数 更 容 易 受 到 外 磁 场 的 影 响 ，从 而 使 通 过 改 变 外 磁 场 调 控 材 料 的 物 理 性
质成为可能。
（ Ｍｎ＋离子 随机 替代 占据 Ｈ ２ ） ｇ＋离子 位
置， 构成具有无序特 征的磁性 子晶格， 从而使材
料 表 现 出无 序 磁 性 合 金 的 一 些 相 关 性 质 ，如 自 旋 玻 璃 转 变 和 反 铁 磁 团簇 。 （） 晶体 中存 在 多 种 磁 极 化 子效 应 。 ３在
高 度关注 ，已成为 半导体 自旋 电子学 的研究 前
沿。
关 注和重视 ［ ９。下面介 绍 Ｈ Ｍｎ ｅ ６】 － ｇ Ｔ 材料 的基
本 物 理 性 质 和 已有 研 究 结 果 。
１ Ｈｇ Ｔ Ｍｎ ｅ的基 本 性 质
Ｈ Ｍｎ ｅ是 一 种 典 型 的 Ｍｎ基 Ｉ Ｖ 族 窄 禁 ｇ Ｔ Ｉ Ｉ —
应 等 特 殊 光 电特 性 和 磁 学 特 性 。因此 ， Ｈ Ｍｎ ｅ材 料 具 有 许 多 潜在 应 用 ，如 磁 控 光 电子 ｇ Ｔ 器 件 、量 子 计 算 和 量 子 通 讯 ，并 可 能是 实 现 自旋 电子 学 的一 种 候 选 材 料 。 关键 词 ： ｇ Ｔ Ｈ Ｍｎ ｅ；磁 性 半 导 体 ；磁 交 换 作 用 ； 自旋 电 子 学
磁性半导体是一类新颖 的半导体材料 ， 同 它 时具 有 传 统 半 导 体 的 特 性 和 有 趣 的 磁 学 特 性 ， 并 且可 以在不 改变 材料 结构 和成 分 的条件 下 ，
γ-CuI闪烁材料的掺杂改性方法[发明专利]
![γ-CuI闪烁材料的掺杂改性方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f5a5d62c2cc58bd63086bdb3.png)
专利名称：γ-CuI闪烁材料的掺杂改性方法专利类型：发明专利
发明人：顾牡,夏明,刘小林,黄世明,刘波,倪晨申请号：CN201410663698.5
申请日：20141120
公开号：CN104479672A
公开日：
20150401
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种γ-CuI闪烁材料的掺杂改性方法。
以高纯CuI和掺杂离子碘化物或单质为原料，进行均匀混合和充分研磨，压块后放入有气体保护的密封容器中进行烧结，可选的掺杂离子为：Zn，Cd，Hg，Mg，Ca，B，Al，Ga，In，Ge，Sn，Pb，S，Se或Te等中任一种，掺杂浓度为0.1% mol-10% mol，通过选择合适的掺杂离子、离子浓度、研磨参数和烧结温度及时间，获得了γ相的掺杂CuI材料，材料组分稳定，并具有稳定的、高强度的430nm快发光峰，同时720nm慢发光峰得到了抑制。
所研制的γ-CuI材料可应用于闪烁晶体、闪烁陶瓷和闪烁转换屏的制备，相关器件可应用于高能物理、核医学成像和核技术应用等领域。
申请人：同济大学
地址：200092 上海市杨浦区四平路1239号
国籍：CN
代理机构：上海正旦专利代理有限公司
代理人：张磊
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新型半导体超晶格的性质与调控
新型半导体超晶格的性质与调控半导体是一种具有特殊电学特性的材料。
近年来，人们对半导体超晶格的研究越来越深入。
超晶格是一种由不同种类的半导体所组成的周期性结构，其周期比单个材料的元胞小很多，通常在纳米级别范围内。
超晶格材料比单一材料更具有丰富的物理性质，常用于光电器件中。
在正常晶格上加上一些离子致使晶格不稳定性的变化，从而形成超晶格。
新型半导体超晶格的性质和调控是研究超晶格应用的重点。
超晶格的性质超晶格的性质是由其构成材料的性质所决定的。
超晶格的色散性、谐振、局域化和量子调控等性质是超晶格主要的特性。
超晶格的能带结构不同于单一材料，由于不同材料的复合与共价键构成，能带结构变得更加复杂。
超晶格的能带带隙可以改变，能带的方向和形状也可以改变，这可能导致材料的电学性质发生变化。
此外，超晶格的缺陷结构也是决定其性质的重要因素之一。
超晶格晶体中的缺陷会影响材料的载流子传输、电导率、反射、折射等性质。
超晶格的调控在实际应用中，超晶格的性质需要得到调控，以满足不同领域的需求。
超晶格的调控可以分为外部和内部两种。
外部调控主要是通过改变超晶格生长的条件来调控超晶格的性质。
如改变生长温度、压力、气氛等，以影响超晶格中元胞大小、晶格常数和缺陷密度等参数。
内部调控主要是通过在超晶格中引入原子、让其形成原子尺度的缺陷来调控超晶格的性质。
该方法主要适用于低维超晶格材料，如量子阱、量子井等半导体材料。
通过在超晶格中引入陷阱原子、离子等，可以实现对载流子的调控，从而影响超晶格的电学性质。
实例应用超晶格材料在电子器件、光电器件、光通信、纳米电子学等领域有广泛应用。
例如，超晶格量子点太阳能电池，能够充分利用太阳光谱范围内的光能，大大提高太阳能电池的转化效率。
超晶格量子阱激光器，在通信领域得到广泛应用。
由于超晶格材料的性质会随晶格参数、化学组成的变化而变化，其性质和调控对于材料设计及其应用具有广泛的前景。
总结新型半导体超晶格是一种由不同种类的半导体组成的周期性结构，具有复杂的物理性质。
Ti3C2辅助的Mo掺杂Zn0.5Cd0.5S双功能催化剂的制备及其光催化性能研究
DOI: 10.19906/ki.JFCT.2023021Ti 3C 2辅助的Mo 掺杂Zn 0.5Cd 0.5S 双功能催化剂的制备及其光催化性能研究牛 杰 ，王 亮* ，李春虎（中国海洋大学 化学化工学院, 山东 青岛 266100）摘 要：采用水热法制备了Mo 掺杂的Zn 0.5Cd 0.5S 并使其与Ti 3C 2纳米片复合，通过XRD 、SEM 、TEM 、XPS 、UV-vis DRS 、荧光光谱和瞬态光电流表征方法分析了光催化剂的晶体结构、表面组成、微观形貌和光电性能。
结果表明，Mo 的掺杂改变了Zn 0.5Cd 0.5S 的晶格和能带结构，Ti 3C 2的负载增加了光催化活性位点并加快了电子转移速率。
在可见光照射下，通过降解四环素溶液同时产氢考察了光催化剂的活性。
在Mo 掺杂与负载Ti 3C 2的协同作用下，60 min 内，四环素(TC)的降解率可达70%，氢气产量达883 μmol/(g·h)。
自由基捕获实验证明，光催化降解过程的主要活性物质为光生空穴，产氢过程为光生电子。
关键词：Zn 0.5Cd 0.5S ；Mo 掺杂；Ti 3C 2；双功能光催化剂中图分类号： X703 文献标识码： APreparation and bifunctional photocatalytic properties ofMo-doped Zn 0.5Cd 0.5S assisted by Ti 3C 2NIU Jie ，WANG Liang *，LI Chun-hu（College of Chemistry and Chemical Engineering , Ocean University of China , Qingdao 266100, China ）Abstract: Mo-doped Zn 0.5Cd 0.5S was prepared and compounded with Ti 3C 2 nanosheets by hydrothermal method.The crystal structure, surface composition, microscopic morphology, and photoelectric properties of the photocatalysts were analyzed by XRD, SEM, TEM, XPS, UV-vis DRS, fluorescence spectroscopy, transient photocurrent methods. The results showed that the doping of Mo caused changes in the lattice structure of Zn 0.5Cd 0.5S, while the loading of Ti 3C 2 increased the photocatalytic active site and accelerated the electron transfer rate. The photocatalytic activity was investigated by degrading the tetracycline solution under visible light irradiation with simultaneous H 2 production. The results showed that with the synergistic effect of Mo doping and loaded Ti 3C 2, the degradation rate of tetracycline (TC) reached more than 70% within 60 min, while the H 2 yield reached 883 μmol/(g·h). The radical capture experiments proved that the main active substance for degradation was holes and for H 2 production was electrons.Key words: Zn 0.5Cd 0.5S ；Mo doping ；Ti 3C 2；bifunctional photocatalyst氢能源因其具有零污染、高能效等特点被作为潜在的理想能源和清洁燃料之一。
一种基于Ce掺杂CsPbCl量子点的电致发光器件及其制备方法[发明专利]
![一种基于Ce掺杂CsPbCl量子点的电致发光器件及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6777f85f26284b73f242336c1eb91a37f11132d1.png)
专利名称：一种基于Ce掺杂CsPbCl量子点的电致发光器件及其制备方法
专利类型：发明专利
发明人：邵赫,李粤青,杨威,王乐,凌海峰
申请号：CN202210242264.2
申请日：20220311
公开号：CN114613926A
公开日：
20220610
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于Ce3+掺杂CsPbCl3量子点的电致发光器件及其制备方法，所述电致发光器件采用的发光层材料为Ce3+掺杂CsPbCl3量子点，掺杂浓度分别为2.2％‑9.2％，采用聚乙撑二氧噻吩‑聚(苯乙烯磺酸盐)为空穴注入层、聚(9‑乙烯咔唑)作为空穴传输层、1,3,5‑三(1‑苯基‑1H‑苯并咪唑‑2‑基)苯(TPBi)作为电子传输层；LiF/Ag作为顶部电极，经过Ce3+掺杂，可以实现单一卤素钙钛矿量子点的蓝光发射。
申请人：南京邮电大学
地址：210003 江苏省南京市鼓楼区新模范马路66号
国籍：CN
代理机构：南京正联知识产权代理有限公司
代理人：卢霞
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半导体超晶格和量子阱
4.3 激子的饱和吸收
• 当光强比较小的时候， 一般物体的光吸收系数 和光强无关，称之为线 性光学吸收。 • 当光强较大的时候，吸 收系数可能随着光强的 增加而减小，出现了光 吸收的饱和现象，称之 为非线性吸收。
GaAs/AlGaAs多量子阱中的激子饱和吸收
4.4 室温荧光特性
由于量子限域作用： • 电子-空穴的复合发光效率显著提高 • 电子-空穴易形成激子 • 发光蓝移
声子 谱 相 似， 超晶 格的 声学 声 子 是 两种体 材料 声子谱的“折叠”。 • 光学声子，两种材料 的谱 不 同， 光 学振 动模 约束 在 各 自 材料中 ，声 子谱分 裂 成 系列离 散的 声子频率，无色散关系。
3.5 二维电子气
目前, 二维电子气主要以下面三个方式实现： （1）MOSFET （2）超晶格 （3）液He表面
0< z <W 0 V(x) = ∞ z ≤0 or z ≥W
（3-1）
有效质量方程分析（前提：势 能在空间缓变，即要求阱宽远 大于晶体的晶格常数）
h −h 2 2 [ ∗ (∇x + ∇ y ) − ∗ ∇2 +V(z)] ψ ( x, y, z) = Eψ ( x, y, z) z 2m 2m
（2）掺杂调制超晶格
利用电离杂质中心产生的静电势在晶体中形成周期性变化 的势，例如n-i-n-i结构超晶格。
（3）应变超晶格 初期研究超晶格材料时，除了A1xGa1-xAs／GaAs体系以 外，对其他物质形成的超晶格的研究工作不多。 原因：晶格常数相差很大，会引起薄膜之间产生失配位错而 得不到良好质量的超晶格材料。 解决方法：当多层薄膜的厚度十分薄时，在晶体生长时反而 不容易产生位错。即，在弹性形变限度之内的超薄膜中，晶 格本身发生应变而阻止缺陷的产生。因此，巧妙地利用这种 性质，可制备出晶格常数相差较大的两种材料所形成的应变 超晶格。 SiGe／Si是典型应变超晶格材料，随着能带结构的变 化，载流子的有效质量可能变小，可提高载流子的迁移率， 可做出比一般Si器件更高速工作的电子器件。
超晶格半导体材料的光磁电效应(Ⅰ)
超晶格半导体材料的光磁电效应(Ⅰ)
罗诗裕;邵明珠
【期刊名称】《半导体学报：英文版》
【年(卷),期】2005(26)9
【摘要】从Shockleyread统计出发,引入载流子寿命与浓度的相关性,描述了超晶格半导体载流子的输运特征,将载流子的输运方程化为二阶非线性方程,并用双参数摄动法找到了方程的一般解.在二阶近似下,计算了半导体材料的短路电流和光导电流,进一步揭示了大信号情况下光磁电效应的非线性特征.
【总页数】5页(P1744-1748)
【关键词】超晶格;半导体;光磁电效应;非线性
【作者】罗诗裕;邵明珠
【作者单位】东莞理工学院
【正文语种】中文
【中图分类】O472
【相关文献】
1.高组分稀磁半导体Cd1-xMnxTe/CdTe超晶格的光调制反射谱研究 [J],
2.半导体超晶格系统中的磁电调控电子自旋输运研究 [J], 王如志;袁瑞玚;宋雪梅;魏金生;严辉
3.半导体超晶格与微结构的发展模式浅析：纪念半导体超晶格与微结构？… [J], 彭英才;傅广生
4.稀磁半导体超晶格中的隧道磁电阻 [J], 马军
5.Ni/BiFeO3超晶格磁电效应的第一性原理计算 [J], 王凯;姜伟
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