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(1?100)、(0001)和(000?1)晶向GaN/水结的耗尽层内建电场及其在半导体纳米线水分解中的作用
摘要： 在外加偏压和光照条件下，特定GaN晶面/水界面的性质会影响GaN纳米线光电解效率。通过研究Ga极性、N极性及m面GaN与去离子水的界面，可确定不同纳米线晶面对应表面的差异。在特殊设计的测量腔中采用电解液电反射谱（EER）技术，通过分析Franz-Keldysh振荡来研究外加偏压条件下的费米能级局域化分布，同时可计算势垒高度。EER研究表明不同GaN晶面的表面态密度（SDOS）存在差异：±c面在导带附近出现宽化的SDOS，这与GaN电极表面的Ga吸附原子重构及β-Ga2O3存在相关；m面则发现两个窄SDOS奇点，其中一个位于带隙中部，能在零偏压条件下产生约两倍于极性表面的表面势垒高度，这表明n型GaN纳米线可增强侧壁载流子分离并优化析氧速率。此外，在Ga极性GaN/水界面还检测到电压调控的费米能级局域化滞回环。
关键词： 光电电解，m面，表面态，氮化镓，c面
更新于2025-09-23 15:23:52
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拓扑绝缘体Bi?Se?表面台阶处二维狄拉克电子束缚态的实验观测
摘要： 三维拓扑绝缘体的拓扑?；け砻嫣芯慷拗柿康依说缱犹峁┝四Ｐ涂蚣堋Ｍǔ＝仄司堤灞砻娴奶ń资游依说缱拥纳⑸涮?，相关研究主要聚焦于入射电子与散射电子的干涉效应，而远离狄拉克点处狄拉克锥的扭曲起着重要作用。本文通过实验证明了台阶附近还存在另一种重要效应——台阶附近的能带弯曲会导致相应势阱中形成一维束缚态。我们通过对拓扑绝缘体Bi2Se3表面进行扫描隧道显微镜与谱学研究，观测到了此类势阱中的束缚态。数值模拟支持我们的结论，并提供了识别这类态的方法。
关键词： 态密度、狄拉克电子、表面态、边缘态、束缚态、扫描隧道显微镜、Bi2Se3、拓扑绝缘体、扫描隧道谱学
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用Hg2Cl2纳米片与十六烷基硫醇联合钝化GaAs(001)表面
摘要： III-V族半导体材料中的表面态会对其光学和电子性能产生不利影响，因此GaAs表面钝化技术长期以来备受关注。本研究展示了一种通过氯化汞(Hg?Cl?)与烷基硫醇两步协同处理显著降低GaAs(001)表面态的方法：首先将蚀刻后的晶圆浸入氯化汞溶液（无需还原剂），在GaAs表面均匀沉积约200纳米的Hg?Cl?纳米片；随后在Hg?Cl?-GaAs复合表面组装十六烷基硫醇(HDT)分子，通过电子转移过程降低表面态密度。值得注意的是，经此两步处理后光致发光(PL)信号显著增强，这可能源于作为表面态主要来源的As?O?和As?组分大幅减少甚至消失。汞物种的化学状态变化对实现表面钝化起关键作用。这种光子信号显著改善的复合GaAs材料为电子及光电器件制备开辟了新途径。
关键词： 表面态，砷化镓（001），氯化汞二纳米片，光致发光增强，电钝化
更新于2025-09-23 15:22:29
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酸处理Ti4+掺杂赤铁矿光阳极实现高效太阳能水氧化——表面态与电荷分离机制解析
摘要： 酸处理已被证明是提高赤铁矿光电极电化学（PEC）性能的有效方法。然而，由于对半导体表面缺乏充分理解，优化赤铁矿光阳极的努力受到限制。我们致力于研究Ti4+掺杂Fe2O3光阳极在酸处理前后的微观电荷分离过程。表面光电压（SPV）瞬态和工作函数测量直接表明，酸处理导致表面态钝化。结合开路光电压（OPV）测量的表面光电压（SPV）光谱研究表明，酸处理前赤铁矿光阳极的表面态导致费米能级钉扎，从而降低了半导体-电解质界面的界面电场强度。
关键词： 水氧化、电荷分离、表面态、赤铁矿、酸处理
更新于2025-09-23 15:22:29
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ZnSe量子点消光特性的表面与本征贡献
摘要： 本研究探讨了以硒表面（Se-ZnSe量子点）或锌表面（Zn-ZnSe量子点）封端的硫化锌（ZnSe）量子点的淬灭特性。除阴离子表面位点常见的光致发光猝灭现象外，研究发现Se-ZnSe量子点在紫外-可见吸收光谱中呈现出显著的硒表面态特征。与文献报道的大多数量子点类似，单分散Zn-ZnSe量子点显示出尖锐的吸收峰，其吸收边相对于体相带隙呈现蓝移且陡峭的特征。然而对于单分散Se-ZnSe量子点，所有吸收特征均被模糊化，并可识别出延伸至低于体相ZnSe带隙能量窗口的低能拖尾。随着尺寸增大，ZnSe量子点经历周期性生长使其表面从锌封端转变为硒封端，这证实了两类量子点之间特定的吸收特征具有可重复性。虽然单位Se-ZnSe量子点的消光系数始终大于同尺寸的Zn-ZnSe量子点，但两者均趋近于相同的体相极限。除晶格贡献外，Zn-ZnSe量子点的单纳米晶消光系数随尺寸呈现指数项变化，这与电子-空穴波函数重叠的量子限域增强效应相符。对于Se-ZnSe量子点，其单纳米晶消光系数还存在第三项特征——该分量与量子点尺寸平方成正比，符合表面态贡献特征。
关键词： 硒化锌、量子点、表面态、消光系数
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用有机分子层对AlN进行表面改性以提高深紫外光电探测器性能
摘要： 氮化铝（AlN）具有6.2电子伏特的直接宽禁带、高温稳定性和抗辐射性，是深紫外（UV）光电探测的理想半导体材料。然而，AlN表面存在的大量表面态会显著影响其器件的性能和可靠性。本研究探究了单层有机分子钝化AlN表面态的潜力，从而提升了基于AlN的金属-半导体-金属（MSM）深紫外光电探测器性能。成功将介-5,10,15-三苯基-20-(对羟基苯基)卟啉锌(II)配合物（ZnTPP(OH)）有机分子吸附于AlN表面，形成自组装单分子层（SAM）。通过接触角测量、原子力显微镜（AFM）和X射线光电子能谱（XPS）对分子层进行了表征。AlN表面修饰使探测器暗电流降低十倍且未影响光电流强度（尤其在低电压下），光电导增益比（PDCR）在-2V时从930提升至7835，响应度在5V时从0.3 mA/W增至0.6 mA/W。此外，表面修饰后探测器的上升/下降时间均缩短。结果表明卟啉分子自组装单分子层有效钝化了AlN表面态，从而显著改善了光电探测器性能。
关键词： 暗电流、光电流-暗电流比（PDCR）、MSM紫外光电探测器、表面态、自组装单分子层（SAM）、响应度、时间响应
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于表面态的p型硅中激光调谐大光霍尔效应
摘要： 光霍尔效应（PHE）因其广泛的光敏半导体器件应用而长期备受关注。本文展示了一种由点光源辐照p型硅片引发的PHE现象，该效应不同于传统表面光源诱导的PHE。当激光作用于样品边缘时，霍尔电压提升达63倍；且当激光光斑沿样品中线移动时，呈现出优良的位置敏感特性。在150-300K温度范围内观测到405至980nm的超宽带光谱响应。实验表明，激光诱导的光霍尔电压并非光电流与暗电流的简单叠加。值得注意的是，当通过覆盖薄银纳米膜破坏表面态并部分形成肖特基势垒时，该PHE效应会显著衰减。我们将其归因于带电表面态引起的表面能带弯曲。相较于传统PHE，这种基于表面态的激光诱导、位置敏感且具有大范围调控能力的效应，为揭示局域非均匀分布不平衡载流子的输运特性提供了新途径，可用于设计光敏霍尔器件。
关键词： 光电效应、表面态、复合速率、磁场、肖特基势垒
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于ZnO/Au肖特基结的界面工程：通过插入TiO2层增强紫外探测器光响应
摘要： 金属氧化物半导体ZnO在光电探测领域展现出巨大潜力。然而，其表面吸附的H2O/O2不可避免地导致光响应性能下降。本研究通过插入TiO2层调控肖特基结界面，设计了Au/TiO2/ZnO（ATZ）紫外光电探测器以削弱表面态效应，从而提升光电传感性能。实验结果如预期所示：光电流响应（IPh）增强了97%，同时暗电流降低了三个数量级。这种增强效应源于在更强且扩展的内建电场作用下，光生载流子得以高效分离与提取——该内建电场的增强源自抑制ZnO/Au界面H2O/O2吸附所导致的势垒区空间电荷密度降低。这些发现为通过界面工程提升光电器件性能提供了有效途径，该方法亦可推广至其他半导体器件。
关键词： 锌纳米线，界面工程，表面态，光电探测器
更新于2025-09-19 17:13:59
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中心对称狄拉克节线半金属ZrSiS的表面非线性光学研究
摘要： 无带隙表面态（SSs）是拓扑半金属的典型特征且被广泛观测到。当前面临的新问题是：这些表面态是否具有特殊且实用的物理性质？本研究结合非线性光学材料的对称性选择定则，对中心对称狄拉克节线半金属ZrSiS晶体的表面非线性光学特性进行了探索，发现表面态能产生破纪录的非线性极化率。该材料二阶和三阶谐波转换效率分别达到0.11‰和0.43‰，比典型表面二次谐波效应高出十个数量级以上。这项工作为研究非线性光子学应用中的表面态开辟了新途径。
关键词： 密度泛函理论计算，ZrSiS，表面态，非线性光学，对称性破缺
更新于2025-09-11 14:15:04
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低电导率PbSnTe:In薄膜中接触注入与电流空间电荷限制模式下的场效应
摘要： 在T=4.2K时，首次观察到基于分子束外延法在BaF2(111)衬底上生长的半绝缘PbSnTe:In薄膜样品中，空间电荷限制电流(SCLC)出现显著变化（最高达4倍）。该结果与通过改变表面处理方式使PbSnTe:In薄膜空间电荷限制电流变化达10^3倍以上的实验相符。从定性层面考虑了这样一种模型：由于载流子从接触电极注入，在空间电荷限制电流模式下，局域化表面态对所形成空间电荷有重要贡献。
关键词： 场效应、表面态、分子束外延、空间电荷限制电流、掺铟碲铅锡薄膜
更新于2025-09-10 09:29:36