作者单位
摘要
吉林大学 电子科学与工程学院, 集成光电子学国家重点联合实验室, 吉林 长春  130012
采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺在p-GaAs(100)衬底上外延了Ga2O3薄膜并制备了n-Ga2O3/p-GaAs异质结日盲紫外探测器。通过X射线衍射仪、原子力显微镜、场发射扫描电子显微镜等方法对Ga2O3薄膜表面形貌、晶体质量进行了测试与分析。结果表明,Ga2O3薄膜呈单一晶向,薄膜表面平整且为Volmer-Weber模式外延。测试表明,n-Ga2O3/p-GaAs异质结探测器具有明显的整流特性。器件在5 V反向偏压和紫外光(254 nm)照射下实现了超过3.0×104的光暗电流比、7.0 A/W的响应度、3412%的外量子效率、4.6×1013 Jones的探测率。我们利用TCAD软件对器件结构进行仿真,得到了器件内的电场分布和能带结构,并分析了器件的工作原理。该异质结探测器性能较好,制造工艺简单,为Ga2O3超灵敏日盲紫外探测器的研制提供了新途径。
氧化镓 金属有机化学气相沉积 异质结 日盲紫外探测器 Ga2O3 metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD) heterojunction solar-blind UV photodetectors 
发光学报
2024, 45(3): 476
阚利萱 1,2胡佳骥 1,2王恺 1,2,*
作者单位
摘要
1 北京交通大学 唐山研究院, 河北 唐山  063000
2 北京交通大学 物理科学与工程学院, 光电子技术研究所, 发光与光信息教育部重点实验室, 北京  100044
有机非富勒烯分子受体,又称稠环电子受体,由于其优良的光电转换性质,现已成为备受关注的有机光电子材料之一。基于该类材料所发展的有机体异质结太阳能电池,其能量转换效率已逼近20%。而制备高效稳定的有机体异质结太阳能电池离不开对材料物性和光伏过程的深入探索。在众多研究体系中,非富勒烯光伏自旋动力学的发展尚处于起步阶段,其内在的光物理机理尚未明确。而光激发磁光电流技术能通过监测有机体异质结中极化子对的解离,在器件工作状态下,原位表征光伏自旋动力学过程。本文结合实验和理论研究,科学地阐述目前主流的有机磁光电流理论基础及函数模型,如低磁场下的超精细耦合效应和自旋-轨道耦合效应,高磁场下的Δg机制;探讨不同有机体异质结在不同表征条件下如偏压、温度、光强的信号差异;最后,讨论了超快光谱技术在有机体异质结体系中的应用。
非富勒烯受体 有机体异质结太阳能电池 电荷转移态 磁光电流 极化子对 non-fullerene acceptors organic bulk heterojunction solar cells charge transfer states magneto-photocurrent polaron pairs 
发光学报
2024, 45(2): 215
作者单位
摘要
杭州电子科技大学 浙江省大规模集成电路设计重点实验室,杭州 310018
大功率电磁脉冲冲击下,射频集成微系统内部容易产生负载失配问题,严重者可能导致系统失效甚至损毁。采用实时的波形测试方法,对射频器件的负载失配进而导致器件损毁的机理进行了分析。该方法以矢量网络分析仪作为主要测试仪器,结合回波信号注入和相位参考模块获得待测器件实时电压电流波形,进而分析其负载失配影响机制。采用有源负载牵引技术模拟大功率耦合电磁脉冲注入,进行了电压驻波比39∶1的失配测试,大幅提升了测试范围。创新性地采用了谐波信号源注入模拟杂散谐波电磁干扰,评估器件的谐波阻抗失配特性。通过实际异质结双极型晶体管(HBT)器件测试的结果表明,基波的失配会造成负载端电压过大,增加器件的易损性;基波和谐波频率的干扰分量组合使得输出电压瞬态峰值升高,造成器件的损毁。在进行电磁安全防护时,应同时考虑基波和谐波频率的防护。
负载失配 波形测试 异质结双极型晶体管 电磁安全防护 load mismatch waveform test heterojunction bipolar transistor electromagnetic protection 
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013006
作者单位
摘要
南京理工大学 材料科学与工程学院, 江苏 南京 210094
X射线探测技术在医疗诊断、安防检测和科学研究等领域有着广泛的应用,直接型X射线探测器拥有更高的理论探测效率、空间和能量分辨率,受到了国内外的广泛关注。钙钛矿材料因其X射线衰减系数大、体电阻率高、光学带隙合适以及易大面积制造等优势,成为直接型X射线探测器的理想材料。随着对探测性能的需求的不断提高,合理的器件结构设计显得尤为重要。本文从电极工程和能带工程两个方面出发,综述了有关直接型钙钛矿X射线探测器器件结构设计的最新进展。最后,我们对这些研究进展进行了总结,并对未来的发展进行了展望。我们希望这篇综述能为研究者们提供参考和启发。
钙钛矿X射线探测器 器件结构 电极工程 能带工程 异质结 perovskite X-ray detector device structure electrode engineering energy band engineering heterojunction 
发光学报
2024, 45(1): 25
Author Affiliations
Abstract
1 North China Electric Power University and Hebei Key Laboratory of Physics and Energy Technology, Beijing 102206, China
2 School of Integrated Circuits & Beijing National Research on Information Science and Technology (BNRist), Tsinghua University, Beijing 100084, China
Two-dimensional (2D) WSe2 has received increasing attention due to its unique optical properties and bipolar behavior. Several WSe2-based heterojunctions exhibit bidirectional rectification characteristics, but most devices have a lower rectification ratio. In this work, the Bi2O2Se/WSe2 heterojunction prepared by us has a type Ⅱ band alignment, which can vastly suppress the channel current through the interface barrier so that the Bi2O2Se/WSe2 heterojunction device has a large rectification ratio of about 105. Meanwhile, under different gate voltage modulation, the current on/off ratio of the device changes by nearly five orders of magnitude, and the maximum current on/off ratio is expected to be achieved 106. The photocurrent measurement reveals the behavior of recombination and space charge confinement, further verifying the bidirectional rectification behavior of heterojunctions, and it also exhibits excellent performance in light response. In the future, Bi2O2Se/WSe2 heterojunction field-effect transistors have great potential to reduce the volume of integrated circuits as a bidirectional controlled switching device.
Bi2O2Se WSe2 heterojunction bidirectional rectification optoelectronic devices 
Journal of Semiconductors
2024, 45(1): 012701
作者单位
摘要
南京工业大学数理科学学院,江苏 南京 211816
本文使用同轴静电纺丝技术,以合适的钒源和锡源为前驱体,在不同的热处理条件下,制备V2O5/SnO2纳米纤维异质结构,并构筑高灵敏的光电探测器件。在偏置电压为2.0 V、波长为405 nm的激光辐照下,V2O5/SnO2纳米纤维异质结构显示出1.28 μA的光电流,相比纯V2O5纳米纤维光电探测器(0.43 μA),光电流提高了近三倍。在偏置电压为3.0 V的周期性激光的调制下,V2O5/SnO2纳米纤维异质结光电探测器表现出快速的光响应,响应和衰减时间均为0.566 s,响应度为3.97 A/W,比探测率为2.2×107 Jones,表现出良好的光电探测性能。这些实验结果为V2O5/SnO2纳米纤维异质结构在光电子器件中的应用提供了新的思路。
V2O5 V2O5/SnO2纳米纤维异质结 静电纺丝 光电探测器 
光学学报
2024, 44(2): 0204002
作者单位
摘要
1 闽江学院 物理与电子信息工程学院, 福建 福州  350108
2 重庆邮电大学 光电工程学院, 重庆  400065
近红外光探测能力强的光电探测器更有利于检测人体心率,而且探测范围覆盖红光与近红外光的宽带响应光电探测器能用于检测血氧饱和度,因此提升宽带响应光电探测器的红光与近红外光探测能力具有重要意义。然而,经典的二元体异质结宽带响应倍增型有机光电探测器通常由于活性层中给体/受体比例差异较大,导致器件对红光与近红外光的响应能力较弱甚至没有响应。本文通过用少量给体材料PCE10替代活性层P3HT∶IEICO?4F(100∶1)中部分P3HT的方法,制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶PCE10∶IEICO?4F(90∶10∶1)/Al的体异质结三元倍增型有机光电探测器。-20 V偏压下,三元器件获得紫外到近红外(330~810 nm)响应较均匀的EQE光谱,并且器件在660 nm和810 nm处的EQEs(134000%和147000%)是相同条件下二元器件的78倍和106倍,相应的探测灵敏度(5.4×1013 Jones和7.27×1013 Jones)分别提升了26倍和36倍。三元器件的红光和近红外光探测能力得到显著提升,为制备用于人体心率与血氧饱和度检测的高性能光电探测器提供了策略。
近红外 心率 血氧饱和度 体异质结 倍增型有机光电探测器 三元 near-infrared heart rate blood oxygen saturation bulk-heterojunction photomultiplication-type organic photodetector ternary 
发光学报
2023, 44(12): 2222
马润东 1,2郭雄 1,2施凯旋 1,2安胜利 1,2[ ... ]郭瑞华 1,2
作者单位
摘要
1 1.内蒙古科技大学 材料与冶金学院, 包头 014010
2 2.稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室, 包头 014010
制备高效稳定的光催化剂对于光催化技术的发展至关重要。本研究采用超声辅助沉积加低温煅烧的方法制备了2H相MoS2/g-C3N4 S型异质结光催化剂(MGCD), 并综合考察了材料的相结构、微观形貌、光吸收性能、X射线光电子能谱、电化学交流阻抗和光电流等对光催化性能的影响。结果表明: 经过超声辅助沉积-煅烧处理, MoS2微米球发生破碎分散结合在g-C3N4纳米片层表面上并形成异质结。可见光下5%MGCD(添加5% MoS2)对罗丹明B(RhB)在20 min时的降解率达到了99%, 且样品重复使用5次后对RhB的降解率仍能达到95.2%, 表现出良好的光催化性能及稳定性。从内建电场形成的角度进一步分析表明, 异质结中MoS2与g-C3N4间耦合形成的内建电场引起的能带弯曲可以有效引导载流子的定向迁移, 并促进光生载流子的分离, 从而提高了光催化反应效率。异质结光催化剂的自由基捕获实验表明: O2-和·OH在催化降解RhB中是主要的活性物种, h+的贡献次之。
石墨相氮化碳 MoS2 S型异质结 稳定性 光催化机理 g-C3N4 MoS2 S-type heterojunction stability photocatalytic mechanism 
无机材料学报
2023, 38(10): 1176
Author Affiliations
Abstract
School of Materials Science and Engineering, Xiangtan University, Hunan, Xiangtan 411105, P. R. China
Two-dimensional α-In2Se3 exhibits simultaneous intercorrelated in-plane and out-of-plane polarization, making it a highly promising material for use in memories, synapses, sensors, detectors, and optoelectronic devices. With its narrow bandgap, α-In2Se3 is particularly attractive for applications in photodetection. However, relatively little research has been conducted on the out-of-plane photoconductive and bulk photovoltaic effects in α-In2Se3. This limits the potential of α-In2Se3 in the device innovation and performance modification. Herein, we have developed an α-In2Se3-based heterojunction with a transparent electrode of two-dimensional Ta2NiS5. The out-of-plane electric field can effectively separate the photo-generated electron–hole pairs in the heterojunction, resulting in an out-of-plane responsivity (R), external quantum efficiency (EQE), and specific detectivity (D*) of 0.78mA/W, 103% and 1.14×108 Jones, respectively. The out-of-plane bulk photovoltaic effect has been demonstrated by changes in the short circuit current (SCC) and open circuit voltage (Voc) with different optical power intensity and temperature, which indicates that α-In2Se3-based heterojunctions has application potential in mid-far infrared light detection based on its out-of-plane photoconductive and bulk photovoltaic effects. Although the out-of-plane photoconductive and bulk photovoltaic effects are relatively lower than that of traditional materials, the findings pave the way for a better understanding of the out-of-plane characteristics of two-dimensional α-In2Se3 and related heterojunctions. Furthermore, the results highlight the application potential of α-In2Se3 in low-power device innovation and performance modification.
Photoconductive effect bulk photovoltaic effect ferroelectric heterojunction 
Journal of Advanced Dielectrics
2023, 13(6): 2345001
作者单位
摘要
白城师范学院 纳米光催化材料研究中心, 白城 137000
光催化CO2还原技术的关键是开发高效光催化剂, 而构建具有紧密界面结构的异质结是增强界面电荷转移, 实现高效光催化活性的有效途径。本研究采用静电纺丝技术结合水热法, 将Bi4O5Br2纳米片镶嵌在CeO2纳米纤维表面, 制得Bi4O5Br2/CeO2纤维光催化材料(B@C-x, x对应反应物的加入量)。利用不同方法表征其微观结构、形貌和光电性能。结果表明, 适当Bi4O5Br2含量的Bi4O5Br2/CeO2异质结可以显著提高CeO2纳米纤维的光催化性能。与纯Bi4O5Br2和CeO2相比, B@C-2在模拟太阳光下表现出最佳光催化活性, 不使用任何牺牲剂或共催化剂的条件下, CO生成速率达到8.26 μmol·h−1·g−1。这归因于Bi4O5Br2和CeO2之间的界面结合紧密以及构建的S型异质结, 使得光生载流子可以实现有效的空间分离和转移。本研究为定向合成Bi基S型异质结复合光催化材料提供了一种简便有效的方法, 为清洁能源转换探索了可行的途径。
Bi4O5Br2/CeO2复合纤维 异质结 光催化CO2还原 水热法 Bi4O5Br2/CeO2 composite fiber heterojunction photocatalytic CO2 reduction hydrothermal method 
无机材料学报
2023, 38(8): 963

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