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基于生长条件的缺陷工程：实现Au-ZnO接触行为从肖特基到欧姆的可逆转变
摘要： 氧化锌兼具离子型和共价型化合物半导体的固有特性，这使得金属-氧化锌载流子传输机制相当复杂。以生长机制为核心的氧化锌缺陷密度和载流子浓度变化，也导致接触形成及行为难以预测。本研究针对氧化锌纳米结构的应用研究与发展，探究金-氧化锌接触行为的不确定性。本文阐释了金-氧化锌接触可能呈现整流或非整流特性的现象，通过生长方法依赖的缺陷工程解释金-氧化锌界面肖特基势垒高度的变化，以及器件特性从肖特基向欧姆（反之亦然）的转变。采用水热化学生长法(ACG)和微波辅助生长法(MAG)制备了氧化锌纳米棒。为深入研究，对一个ACG样品进行镓掺杂处理，另一个进行氧等离子体处理(OPT)。由于金-氧化锌界面存在以高表面及近表面施主缺陷为中心的肖特基势垒钉扎效应，ACG样品和镓掺杂ACG样品分别呈现准欧姆和欧姆特性。而MAG法制备的低缺陷载流子浓度，以及OPT工艺去除表面积累层，使得ACG-OPT和MAG样品呈现出更显著的肖特基接触特性。
关键词： 氧等离子体处理，纳米棒，氧化锌，晶体缺陷，微波，金属-半导体接触
更新于2025-09-23 15:22:29
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β-Ga?O?单晶缺陷综述：其对器件性能的影响及形成机制
摘要： 作为宽禁带半导体（WBG），β-Ga2O3有望应用于功率电子器件和日盲紫外光电探测器。本综述总结了β-Ga2O3单晶中的缺陷，包括位错、空洞、孪晶和小尺寸缺陷，并探讨了它们对器件性能的影响。位错及其周边区域可能成为单晶肖特基二极管漏电流的通道，但并非所有空洞都会导致漏电流，目前尚无有力证据表明小尺寸缺陷会影响电学特性，掺杂杂质与漏电流也明确无关。最后分析了缺陷的形成机制：多数小尺寸缺陷由机械损伤诱发；螺位错源自亚晶界；刃位错位于略向(102)面倾斜的平面上，(101)面可能是滑移面；中空纳米管道、PNPs、NSGs及线状沟槽等空洞缺陷可能源于过量氧空位凝聚、微小气泡渗透或局部熔融回退；孪晶片层核化发生于晶体生长"肩部"初始阶段。这些研究结果有助于控制晶体缺陷产生并提升器件性能。
关键词： 形成机制、晶体缺陷、β-Ga2O3、器件性能
更新于2025-09-22 21:19:14
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液体环境对激光诱导周期性表面结构及纳米颗粒单脉冲生成的影响
摘要： 一项紧密结合计算与实验的研究探究了液体环境对单脉冲激光烧蚀过程中表面纳米结构化及纳米颗粒生成基本机制的影响。针对水中铬的大规?？占涞髦粕帐捶肿佣ρＤ饨沂玖松帐从鹆饔胨涓丛拥亩嗷プ饔茫喊ㄋ肪呈股帐从鹆骺焖偌跛佟⑸帐从鹆饔胨缑娲π纬刹⒀杆俳馓宓母呶陆鹗舨?、烧蚀羽流主要部分发生横向再分布与再沉积，最终形成光滑的凝固表面特征。模拟预测的表面特征形态与水中铬单脉冲激光烧蚀实验结果高度吻合，验证了模拟揭示的作用机制。研究表明，相比真空激光烧蚀，液体环境能消除表面形态的尖锐特征，使靶材材料去除量降低一个数量级以上，并缩小纳米颗粒尺寸分布范围。此外，计算预测显示液体环境组分分子会有效掺入受照靶材表面区域，且产生的空位浓度超过平衡水平一个数量级以上，这为利用液体环境溶质实现激光生成表面的超掺杂提供了可能性。
关键词： 激光诱导周期性表面结构（LIPSS）、纳米粒子生成、晶体缺陷、表面形貌、超掺杂、分子动力学模拟、液体中脉冲激光烧蚀
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过激光辐照控制Nd:YAG晶体的光致发光特性
摘要： 本文研究了Nd:YAG晶体中氧空位、O空穴中心、F心和F+心等缺陷的发光特性。这些Nd:YAG晶体缺陷在紫外-可见光谱区约350-500nm范围内具有光致发光发射峰。结果表明激光辐照可调控Nd:YAG晶体样品的光致发光特性。本研究成果对固态激光器和表面工程领域具有重要价值。
关键词： 固态激光器、激光辐照、晶体缺陷、光致发光、掺钕钇铝石榴石
更新于2025-09-19 17:13:59
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点激光熔融诱导的单晶硅晶体缺陷
摘要： 单晶硅的激光加工已成为广泛应用的重要工具。本研究以微秒脉冲激光熔融为模型实验，探究晶体缺陷与残余应力的产生机制。通过显微拉曼光谱、缺陷腐蚀及透射电镜分析发现：当冷却速率超过jdT=dtj ? 2 (cid:2) 107 K/s时，再结晶区域未出现位错且样品保持无残余应力状态；而当冷却速率低于该阈值时，实验显示材料会急剧转变为富含位错与残余应力的缺陷微结构。透射电镜进一步揭示再结晶区内存在位错环、层错四面体及孔洞，表明再结晶过程中本征点缺陷处于过饱和状态。光致发光光谱补充分析显示随冷却速率降低存在三个特征区间：第一区间光谱无线缺陷相关谱线；第二区间出现点缺陷团簇相关谱线；第三区间点缺陷团簇谱线消失但位错相关谱线显现。我们提出定量模型，通过本征点缺陷与位错的相互作用解释了从无位错到富位错再结晶状态的转变机制。
关键词： 单晶硅、透射电子显微镜、激光熔化、微拉曼光谱、晶体缺陷、残余应力、光致发光光谱
更新于2025-09-16 10:30:52
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脉冲激光沉积铁电BaTiO?薄膜中的岛状生长模式：沉积过程中氧压的作用
摘要： 脉冲激光沉积法被广泛用于生长BaTiO3薄膜。我们研究了生长过程中氧压对铁电外延BaTiO3薄膜形貌、微观结构和粗糙度的影响。同时利用像差校正透射电子显微镜分析了整个膜厚范围内的外延生长模式和缺陷。虽然未观察到铁弹性（孪晶界）畴壁，但发现了若干失配位错，这些位错可能是导致所观察到的岛状生长模式的主要原因。
关键词： 钛酸钡，铁电薄膜，外延薄膜，失配应变，晶体缺陷
更新于2025-09-11 14:15:04
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单根ZnSe纳米线场效应晶体管中输运特性的增强
摘要： 宽禁带半导体是下一代光电器件（包括可调谐发射器和探测器）的绝佳候选材料?；赯nSe纳米线的器件在蓝光发射应用中展现出巨大潜力，因其易于制备且重复性良好。然而，其应用受限于阻碍光电器件性能的深能级缺陷态。本研究主要目标是展示ZnSe纳米线器件在富锌气氛中进行生长后退火处理后的性能提升。我们采用低温光致发光光谱确定主要复合机制及相关缺陷态，随后表征了由原位生长纳米线和锌退火纳米线制备的ZnSe纳米线场效应晶体管的电学特性，测得退火处理后电导率和迁移率均获得数量级提升。研究表明退火处理降低了锌空位浓度——这些空位正是导致原位生长纳米线出现强补偿效应和高散射的主要原因。
关键词： 电阻率，II-VI族半导体，晶体缺陷，载流子输运，光致发光，载流子迁移率，纳米线
更新于2025-09-09 09:28:46