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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2019
研究主题
  • B2. 半导体III-V族材料 A3. 金属有机化学气相沉积 B1. 氮化物 A1. 晶体结构 A1. 杂质
应用领域
  • 材料科学与工程
机构单位
  • National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
  • Nagoya University
10 条数据
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  • 高响应度二维p型碘化铅/ n型二硫化钨垂直异质结光电探测器——光栅效应增强型

    摘要： 二维（2D）垂直p-n异质结光电探测器是纳米尺度集成光电子学中的重要构建模块。然而，不理想的光电传感性能与复杂的制备工艺仍是当前挑战。本研究报道了基于气相生长的p-PbI2/n-WS2异质结构高性能垂直光电探测器的制备方法，其中WS2作为光栅调控沟道电流。得益于该异质结构中的光栅效应，光激发电子-空穴对的复合得到有效抑制，实现了高达5.57×102 A W?1的光响应度——这是迄今报道的气相生长垂直p-n异质结构中的最高值。此外，通过栅极电压偏置可高度调控光响应度，在施加-60V负栅压时更进一步提升至7.1×10? A W?1。PbI2/WS2异质结构优异的光电特性结合简便的合成方法，展现出开发高性能二维光电器件的巨大潜力。

    关键词： 垂直p-n异质结构、光门控效应、气相沉积、光电探测器、二维材料

    更新于2025-11-14 17:04:02

  • 全无机钙钛矿薄膜的一步共蒸发法制备：具有室温超低放大自发发射阈值与空气稳定性

    摘要： 无机铯铅卤钙钛矿因其卓越的光学增益特性已成功应用于光电子领域。然而传统溶液法制备的CsPbX3薄膜存在不可避免的针孔缺陷和较差的表面形貌，严重限制了其在放大自发辐射（ASE）和激光应用中的性能。本研究采用双源热蒸发方法制备出均匀高覆盖度的CsPbX3多晶薄膜。研究发现未经退火处理的一步共蒸CsPbBr3（OC-CsPbBr3）薄膜具有~3.3 μJ/cm2的超低ASE阈值和超过300 cm-1的增益系数。该材料中立方相与正交相的共存自然形成了激子转移过程的能量级联，从而实现激子的快速积累。在连续激发下，OC-CsPbBr3薄膜还能保持至少7小时稳定的ASE强度且无衰减，优于溶液法制备的CsPbBr3薄膜。值得注意的是，基于OC-CsPbBr3薄膜首次实现了法布里-珀罗（F-P）腔激光器，其具有超低激光阈值（1.7 μJ/cm2）和定向输出（光束发散角约3.8°）。本工作凸显了OC-CsPbBr3薄膜优异的光学特性，在集成光电子芯片领域具有重要应用潜力。

    关键词： 放大自发辐射，铯铅卤钙钛矿，气相沉积，长期稳定性，薄膜

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于气相沉积铋薄膜的自供电超宽带柔性光电探测器

    摘要： 铋（Bi）作为一种拓扑半金属材料，因其迷人的特性而受到广泛关注。本研究通过直接简便的蒸气沉积法，在300纳米SiO?/Si（SiO?）和聚酰亚胺（PI）衬底上成功生长了铋薄膜。这些铋薄膜进一步被用于制备刚性和柔性光电探测器。基于Bi/SiO?的刚性光电探测器展现出快速、高度稳定、自供电及超宽带的光响应特性。柔性Bi/PI光电探测器在多种曲率半径弯曲及数百次弯曲循环后，仍表现出优异的光响应耐久性与重复性。结果表明，蒸气沉积制备的铋薄膜在下一代光电器件中具有巨大应用潜力。

    关键词： 柔性、气相沉积、超宽带、自供电、光电探测器、铋薄膜

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 纳米晶Hg1-xMnxO稀磁半导体薄膜的光谱椭偏仪与形貌表征

    摘要： 采用电子束沉积技术制备的纳米晶Hg1-xMnxO（0 ≤ x ≤ 0.2）稀磁半导体薄膜的结构、光学椭偏光谱及形貌特性，通过X射线衍射（XRD）、椭偏光谱（SE）和原子力显微镜（AFM）技术进行了研究。所有沉积薄膜均呈六方晶系结晶。X射线与原子力显微镜数据的整合显示，沉积薄膜具有优异的纳米尺寸特性。表面粗糙度方面，椭偏光谱与原子力显微镜测量结果高度吻合。在200-1200 nm光谱范围内，通过椭偏光谱测量获得了纳米晶Hg1-xMnxO薄膜的介电常数实部（ε1）和虚部（ε2）。固定能量值时，ε1（即折射率）随Mn2+掺杂浓度增加而降低；相反，由ε2确定的薄膜带隙（Eg）则随Mn2+浓度升高而增大?；诼迓鬃?洛伦茨关系和sp-d交换相互作用，分别阐释了ε1和Eg随Mn2+浓度变化的规律。研究表明，Mn掺杂HgO纳米晶薄膜可用于纳米级光学和磁光器件的制备。

    关键词： 原子力显微镜、气相沉积、椭圆偏振光谱法、光学特性、半导体、原子力显微镜、光学材料、纳米结构材料、薄膜、X射线衍射

    更新于2025-09-23 06:54:41

  • 铯铅卤钙钛矿纳米晶薄膜的固态封装与颜色调控用于白光产生

    摘要： 钙钛矿纳米晶体（PNCs）是固态照明应用中备受青睐的纳米材料。其实际应用面临的一个挑战在于离子特性导致的空气与水稳定性不足。本研究报道了一种通过气相沉积疏水性氟烷基三氯硅烷（FAS）薄层实现钙钛矿纳米晶体薄膜固态封装的新方法。采用成熟胶体法合成了高质量CsPbBr3纳米晶并负载于固体基底，随后在常压环境下对PNCs薄膜进行短时（<60秒）FAS蒸汽处理，形成厚度<20纳米的疏水?；げ?。该气相沉积工艺不仅为薄膜提供了防水防潮屏障，还引发了发光波长蓝移现象——这源于硅烷分子自水解过程中产生的Cl阴离子与Br发生交换。实验表明该方法显著提升了PNCs薄膜的水稳定性，并能将发光波长从516纳米精细调控至488纳米。我们成功制备了白光发光二极管，并证实通过调节FAS沉积时长可实现色坐标精准调控。这种快速、可扩展且低成本的固态封装技术为卤化物钙钛矿薄膜应用展现了广阔前景。

    关键词： 钙钛矿纳米晶体、气相沉积、三氯硅烷、胶体光电子学

    更新于2025-09-23 12:27:09

  • 富勒烯C70在太阳能电池应用中的光学和电学特性

    摘要： 本研究表明，采用气相热沉积技术成功制备了富勒烯C70薄膜，该材料作为受体应用于结构为氟掺杂氧化锡/三氧化钼/富勒烯/氟化锂/铝（FTO/MoO3/C70/LiF/Al）的肖特基势垒有机太阳能电池（OSC）器件。场发射扫描电子显微镜（FESEM）形貌分析显示沉积的C70薄膜中高度交联的C70分子具有介孔特性，但以高蒸发速率沉积可获得孔隙更少且更均匀的C70薄膜。我们报道了揭示该薄膜适用于光伏应用的光学和电学表征结果。通过紫外-可见（UV-vis）吸收光谱对样品进行表征，研究了可见能量范围内的光学吸收光谱。分析了样品的光学介电参数和色散特性。采用恒定光电流法（CPM）测量器件的中带隙吸收光谱，并评估了缺陷态密度（DOS）分布、乌尔巴赫能量和陡峭度参数。器件在黑暗和光照条件下的电流-电压特性表明其表现出与肖特基势垒OSC相似的行为。

    关键词： 电学性质、光学性质、富勒烯、缺陷、气相沉积

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 低带隙FA<sub>1-x</sub>Cs<sub>x</sub>Sn<sub>1-y</sub>Pb<sub>y</sub>I<sub>3</sub>钙钛矿的双源共蒸发光伏技术

    摘要： 钙钛矿卤化物非常适合用于单片多结光伏器件，有望实现低成本的光能-电能转换。全钙钛矿多结器件的关键在于沉积低带隙吸光层而不损伤其他器件层。因此，气相沉积法成为一种具有吸引力的方法，它无需使用光学损耗的保护中间层，但对多组分钙钛矿而言颇具挑战。在此，我们展示了一种双源共蒸发制备低带隙钙钛矿薄膜及器件的方法。我们采用金属卤化物熔融混合物作为Cs、Pb和Sn阳离子的单坩埚源。令人惊讶的是，当该熔体与甲脒碘（FAI）共蒸发时，形成了FA1-xCsxSn1-yPbyI3系列的均匀致密钙钛矿薄膜。在熔体中加入SnF2有助于调控钙钛矿的光电质量，使太阳能电池实现了约10%的稳态功率转换效率。这为蒸发法制备钙钛矿合金开创了新的工艺范式，是实现全钙钛矿多结光伏器件的重要一步。

    关键词： 功率转换效率、钙钛矿卤化物、低带隙吸收体、氟化锡(II)、气相沉积、甲脒碘化物、多结光伏技术

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 全溴化物无机钙钛矿太阳能电池的最新进展

    摘要： 过去五年间，无机钙钛矿太阳能电池（PSCs）引发了广泛关注。为推动其商业化应用，研究者已开发出多种先进策略与技术来制备兼具更高效率与稳定性的无机PSCs。CsPbBr3作为无机钙钛矿的代表性材料，展现出优异的耐高温高湿环境稳定性。基于CsPbBr3的PSCs光电转换效率从2015年的5.95%显著提升至10.91%，在约80%相对湿度与约80°C温度条件下的存储稳定性超过2000小时。CsPbBr3 PSCs的卓越性能使其在光-电转换应用中极具潜力。本综述系统讨论了CsPbBr3基PSCs的最新进展，包括其物理化学及光电特性、CsPbBr3薄膜制备工艺、衍生相结构、器件效率与稳定性等关键问题，并展望了该领域未来研究方向面临的挑战与发展前景。

    关键词： CsPbBr3、溶液、无机钙钛矿太阳能电池、气相沉积、稳定性

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 气相沉积智能聚合物薄膜的厚度依赖性溶胀行为

    摘要： 本研究表明，气相沉积智能聚合物薄膜的温度依赖性溶胀行为与交联程度及沉积膜厚度相关。智能聚合物在传感器和执行器装置中具有重要应用，通常需在具有复杂纳米结构的精密基底上进行共形涂覆制备。由于引发式化学气相沉积（iCVD）技术能满足这些特殊要求，本研究重点探究了iCVD法制备的聚（N-异丙基丙烯酰胺）薄膜的温度依赖性溶胀行为。通过水溶液中的光谱椭偏仪测定了溶胀态与收缩态之间的转变过程及相应的低临界溶解温度（LCST）。基于X射线反射率测得的干态薄膜密度与水中LCST位置成功建立关联，在30-330纳米厚度范围内该密度值介于1.1至1.3克/立方厘米之间。本研究强调了理解智能聚合物结构沉积过程及其溶胀机制的重要性。

    关键词： X射线反射率、椭圆偏振光谱、气相沉积、智能聚合物、初始化学气相沉积（iCVD）、低临界溶解温度（LCST）、薄膜厚度、溶胀行为、交联

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 锐钛矿和金红石相对稀土掺杂TiO2薄膜发光性能的影响

    摘要： 长期以来，开发新型高效发光材料一直是研究三价稀土（RE3+）离子掺入固体基质的重要驱动力。这是因为RE3+离子能提供高效且特征明确的光学跃迁，其强度由激发-复合机制相关现象或最终由RE3+原子环境决定?；谡庑┮蛩?，本文系统研究了TiO2（非晶态与晶态形式）对Sm3+和Tm3+离子发光特性的影响。为此，我们制备了Sm、Tm及SmTm共掺杂TiO2薄膜，并通过光学光谱技术（配合适当热退火处理）研究了其结构-电学特性。受沉积方法与条件影响，初始沉积（化学计量比）的TiO2薄膜呈现非晶结构，单稀土掺杂浓度约0.5 at.%。虽然提高温度退火几乎未改变薄膜元素组成，但其原子结构及RE3+相关发光特性却发生显著变化。实验结果表明：TiO2薄膜的非晶或晶态（锐钛矿/金红石）结构对RE3+发光特征具有决定性作用，文中详细阐述了该现象背后的潜在机理。

    关键词： 气相沉积（IBAD）、光谱学、光学特性、氧化物材料（二氧化钛）

    更新于2025-09-10 09:29:36