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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 利用X射线光电子能谱分析GeO?/Ge界面电荷特性的能带弯曲

    摘要： 锗互补金属氧化物半导体（CMOS）因其载流子迁移率高于硅，在超越硅CMOS的尺寸缩放方面极具前景。类比硅CMOS技术中的经典SiO?/Si体系，GeO?/Ge体系中同样包含界面陷阱电荷（Qit）、固定表面态电荷（Qf）、俘获正电荷（Qpt）和负电荷（Qnt）等多种界面/体区电荷，这些对器件性能与可靠性都至关重要。由于微量电荷会导致X射线光电子能谱（XPS）表征的光电子峰位移，通过测量GeO?/Ge界面处Ge 3d芯能级能量偏移引起的Ge衬底能带弯曲，为评估各类电荷密度提供了可行方法。此外，光电子峰随X射线辐照时间的变化规律已被广泛用于电荷俘获现象的表征。本文通过XPS报道了GeO?/Ge界面的能带弯曲分析，揭示了对多种器件应用至关重要的电荷特性：经氢氟酸最终清洗的Ge表面无论本征导电类型如何均呈现p型倾向；对比不同质量的GeO?/Ge界面时，n型Ge/GeO?界面显示Ge衬底上弯能带弯曲减弱，而p型Ge/GeO?界面则显示下弯能带弯曲减弱。基于表面电荷中性要求，该现象分别归因于对负电性界面陷阱和正电固定表面态电荷的主导钝化效应。进一步地，Ge 3d与O 1s信号的时间演化揭示了GeO?/Ge界面能带弯曲的渐进改变，证实热生长GeO?同样存在电子陷阱（Qnt）。最终通过建立四类电荷与GeO?/Ge质量相关的模型，阐明了观测到的Ge能带弯曲演化过程——这将同时影响器件工作性能与可靠性。

    关键词： 能带弯曲、X射线光电子能谱、锗基电子学、电荷特性

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 导电聚合物诱导n型硅中反型层的直接观测及其与太阳能电池性能的关联

    摘要： 通过光电子能谱研究了超薄导电聚合物[聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐—PEDOT:PSS]薄膜与n型晶体硅形成的异质结。PEDOT:PSS沉积后Si 2p芯能级的大幅偏移证明硅内部形成了无掺杂p-n结（即反型层）。在研究的PEDOT:PSS配方中，PH1000（高PEDOT含量）结合润湿剂和溶剂添加剂二甲基亚砜（DMSO）时，在硅中诱导出最大的能带弯曲（0.71 eV）。不含DMSO时，诱导能带弯曲减小，高PSS含量的PEDOT:PSS配方也存在同样情况。界面能级排列与PEDOT:PSS/n-Si太阳能电池的特性高度吻合，其中高聚合物导电性和充分的硅钝化也是实现高功率转换效率的必要条件。

    关键词： 核心能级偏移、能带弯曲、PEDOT:PSS/Si太阳能电池、能级排列、反型层

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 载流子传输材料功函数对钙钛矿可切换光伏现象的影响

    摘要： 在具有特定结构和测量条件的钙钛矿太阳能电池中，已观察到有机金属卤化物钙钛矿的滞后效应和可切换光伏现象。这些现象被成功应用于阻变随机存取存储器和类脑器件，特别是采用光子作为读出或应力探针（而非电学探针）。然而，导致这些效应的机制尚未完全阐明。本文制备了具有不同空穴传输层（功函数范围5.9 eV至3.7 eV）的钙钛矿器件，并通过电流-电压测量与时间分辨光响应测量进行系统表征。结果表明可切换光伏现象与空穴传输层功函数高度相关。利用X射线光电子能谱(XPS)和紫外光电子能谱(UPS)详细研究了钙钛矿与多种材料的界面电子结构，证实可切换光伏现象强烈依赖于强能带弯曲效应。光诱导XPS测量显示钙钛矿层能带弯曲程度受电荷捕获/释放及空穴载流子积累调控。基于电学测量与能带图，我们提出结合离子迁移与电荷捕获/释放过程的理论模型来解释可切换光伏现象。

    关键词： 功函数、能带弯曲、空穴传输层、钙钛矿、离子迁移、电荷俘获、可切换光伏效应

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 二维磷烯/C3N p-n异质结：接触类型对电子和光学性质的影响

    摘要： p-n异质结构（HTS）是高性能电子和光电器件的基础组件。通过范德华（vdW）力实现垂直堆叠正成为构建p-n异质结构的一种可行技术。本文中，我们通过调整C3N六方晶胞中碳氮原子的排列方式，设计了一种新型直接带隙C3N单层材料?；诿芏确汉砺劢岷戏瞧胶飧窳趾椒ǎ颐枪菇硕兜禄哟サ暮诹祝˙P）/C3N p-n异质结构，并与面内连接型结构对比分析了其电子和光学特性。BP与C3N片段间的强电荷转移使连接接触型BP/C3N异质结构具有0.48 eV的宽禁带，而范德华接触型有效的层间耦合使其相比孤立C3N单层具有更优的光吸收性能。通过制备双栅极BP/C3N异质结构场效应晶体管（FET），动态输运行为表明：较低阈值电压下的能带弯曲使范德华接触型结构可实现带间隧穿。本研究表明，在构建面向高性能电子和光电器件的p-n异质结构时，范德华接触型优于连接接触型。

    关键词： C3N、磷烯、能带弯曲、带间隧穿、共价连接、范德华力

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 采用原位硬X射线光电子能谱研究有机电致发光器件中聚合物-阴极界面的电子结构

    摘要： 利用硬X射线光电子能谱（HAXPES）直接研究了工作状态下有机发光二极管（OLED）的聚合物-阴极界面电子结构。该OLED中发光共聚物层相对于Al/Ba阴极层的深度电势分布随偏压变化而改变。研究发现：在0V偏压下，9,9-二辛基芴（50%）与N-(4-(2-丁基)苯基)二苯胺（F8-PFB）共聚物层靠近阴极处出现能带弯曲；当OLED施加偏压时，F8-PFB层形成线性电势分布。通过直接观测工作状态下OLED的内建电势及F8-PFB层能带弯曲现象，证实电荷在从阴极注入电子之前已在F8-PFB层内发生迁移。

    关键词： 聚合物-阴极界面、能带弯曲、有机发光二极管、电子结构、硬X射线光电子能谱

    更新于2025-09-04 15:30:14