发展了一种改进的新型超掺杂工艺, 通过真空磁控溅射多层镀膜后结合532 nm波长可见纳秒脉冲激光熔融处理, 进行超掺杂钛的硅薄膜材料的制备, 并对材料的超掺杂层的性质和红外吸收性能进行了探究.结果表明, 硅膜层中掺杂的钛原子的百分比浓度超过1%左右, 对应钛原子浓度约为5×1020 cm-3左右, 超过钛在硅中形成超掺杂所对应的原子浓度.钛超掺杂层的厚度超过200 nm左右, 相对传统工艺具有明显提升, 并且钛原子的浓度变化范围不超过20%, 分布比较均匀.小角度X射线衍射测试表明经过可见脉冲激光熔融处理后的硅薄膜层材料结晶度为25%左右, 呈多晶结构.同时红外吸收谱测试表明, 样品的钛掺杂硅膜层在大于1 100 nm波长的区域具有很高的红外吸收效果, 最高的红外吸收系数达到1.2×104 cm-1, 远超过单晶硅材料.具有比较明显的亚能带吸收的特征, 呈现出Ec-0.26 eV的掺杂能级.霍尔效应测试表明硅膜层具有较高的载流子浓度, 超过了8×1018 cm-3.

在SF6气氛下, 分别利用钛宝石飞秒脉冲激光与掺钕钇铝石榴石纳秒脉冲激光对单晶硅表面进行了微构造和重掺杂, 以用于光伏材料。对制备的单晶硅表面微结构的形貌、结晶性和硫元素杂质含量与分布进行了研究。实验结果表明纳秒脉冲激光制备的单晶硅表面微结构的薄层电阻较小, 缺陷密度较低(结晶性高), 硫元素杂质含量较高且在表面分布的范围较广, 深度较大(约1 μm)。此外, 材料的可见-近红外波段吸收率可接近80%。基于纳秒脉冲激光微构造的单晶硅的优异性能, 在样品表面制备了有效光照面积达8 cm2的太阳能电池。其中, 最佳太阳能电池的串联电阻、开路电压、短路电流密度分别为0.5 Ω, 503 mV, 35 mA/cm2, 转换效率约12%。上述太阳能电池性能还可通过优化制备工艺进一步提高。

系统研究了在调制掺杂AlGaAs/GaAs异质结中嵌入InAs量子点后对二维电子气输运特性的影响。使用分子束外延设备生长了量子点层与二维电子气沟道距离(Tch)不同的3个样品, 霍尔测试结果表明, 二维电子气的电子迁移率和载流子浓度都随Tch的减小而降低。基于几何相位分析算法对部分样品的高分辨透射电镜图像进行了处理, 得到了其应变分布图。结果表明, 应变主要分布在量子点的周围, 并延伸到了量子点的上方。该不均匀的应力场可能是除库伦散射外影响电子迁移率降低的另一个重要因素。