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高温环境下溶胶-凝胶法制备的Si/ZnO异质结二极管中当前传输机制的分析
摘要： 本文分析了Si/ZnO异质结二极管在宽温度范围（即室温298K至573K）的电气参数，以研究该二极管在极高温度环境下的电学性能。本研究采用旋涂技术，直接在p型硅衬底上沉积了溶胶-凝胶法制备的纳米结构ZnO薄膜。通过半导体参数分析仪在298K-573K温度范围内对±5V偏压下的器件进行电流-电压特性测试，由此推导出整流比、反向饱和电流、理想因子、势垒高度、串联电阻和激活能等电学参数。在298K时，测得理想因子为2.66、势垒高度为0.789eV、串联电阻为3554Ω；而在573K时这些参数分别变为1.58、1.15eV和801Ω。上述结果表明高温环境下存在空间势垒高度不均匀性（BHI）。因此我们在分析中引入空间BHI的高斯分布来计算有效理查德森常数（RC）。未考虑空间BHI时RC值为4.026×10^{-6}Acm^{-2}K^{-2}，引入后修正为29.14Acm^{-2}K^{-2}，更接近理论值（32Acm^{-2}K^{-2}）。本研究表明，所制备的Si/ZnO异质结二极管在极高温度环境下仍能保持其电学特性，适用于高温电子和光电子应用。
关键词： 电流-电压特性、理查德森常数、陷阱辅助隧穿、空间势垒不均匀性、异质结二极管、半导体薄膜
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过化学沉积与可控加热制备的薄膜Sn2S3——其作为太阳能电池吸收层的前景
摘要： 作为由"地壳丰度高"元素构成的半导体材料，带隙（Eg）接近1电子伏特的Sn2S3值得关注，但制备相纯薄膜的方法仍不明确。我们报道了在75托氮气压力环境下，将化学沉积的硫化锡薄膜在450℃加热30-45分钟并通入硫蒸气，成功制备出360纳米厚的Sn2S3薄膜。能量色散X射线发射光谱与掠入射X射线衍射证实了该转化过程通过中间相SnS2完全转变为Sn2S3的反应路径。该材料光学带隙为间接带隙1.25电子伏特和直接禁带1.75电子伏特。光学吸收特性表明，作为太阳能电池吸光层的Sn2S3薄膜（360纳米）可产生30 mA/cm2的光生电流密度。经30分钟加热形成的Sn2S3薄膜在黑暗环境中呈现p型电导率1×10?? Ω?1 cm?1，在800 W/m2卤钨灯照射0.2秒后增至3×10?? Ω?1 cm?1，其迁移率-寿命乘积估算值为6×10?? cm2 V?1。我们探讨了该材料在太阳能电池中的应用前景。
关键词： SnS-CUB、Sn2S3、半导体薄膜、化学沉积、能量转换、奥滕曼矿、立方锡硫化物、可再生能源、光学与电学性能、太阳能电池
更新于2025-09-11 14:15:04
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液滴形成、蒸发及薄膜生长的数学建模——用于研究喷雾热解法沉积TiO<sub>2</sub>薄膜的微晶尺寸与膜厚
摘要： 采用改进的喷雾热解系统成功在玻璃基底上沉积了纯TiO2薄膜。实验以0.075 M、0.1 M和0.125 M三种浓度的三氯化钛前驱体溶液，在350℃温度下制备TiO2薄膜；同时使用0.1 M浓度前驱体溶液分别在350℃、400℃和450℃不同沉积温度下制备薄膜。为提高结晶度，所有样品均在500℃退火处理2小时。XRD研究表明沉积的TiO2薄膜呈多晶结构，主要显示锐钛矿相且(101)晶面峰占主导。通过XRD计算得到的晶粒尺寸随前驱体溶液浓度增加而增大。研究建立了计算晶粒尺寸和薄膜厚度的数学模型，并将预测结果与实验数据进行对比，发现实验测得的晶粒尺寸与厚度与预测值高度吻合。文中详细讨论了TiO2薄膜数学模型及计算的具体细节。
关键词： 生长、液相外延、结晶、氧化钛、X射线衍射、半导体薄膜
更新于2025-09-09 09:28:46