1 燕山大学材料科学与工程学院亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室， 秦皇岛 066004
2 威海中玻新材料技术研发有限公司，威海 264200
本文以单丁基三氯化锡(MBTC)为锡源，氟化铵(NH4F)为氟源，甲醇为溶剂，六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)为镍源，采用气溶胶辅助化学气相沉积(AACVD)制备了镍掺杂FTO薄膜。利用分光光度计、四探针电阻仪及霍尔效应测试仪对镍掺杂FTO薄膜的光学性能、电学性能进行表征和分析，并基于第一性原理对掺杂体系的电子结构进行了计算。结果表明，Ni掺杂的FTO薄膜为四方金红石结构，导电性能有所提高。当Ni/Sn为2%(原子数分数)时，品质因数ΦTC达到3×10-2 Ω-1，电阻率ρ为3.79×10-4 Ω·cm，可见光平均透过率约为80%，载流子浓度n为6.88×1020 cm-3，迁移率μ为13.31 cm2·V-1·s-1。
镍掺杂 FTO薄膜 气溶胶辅助化学气相沉积 电学性质 第一性原理 Ni-doping FTO thin film AACVD electrical property first principle
1 山东大学，新一代半导体材料研究院，晶体材料国家重点实验室，济南 250100
2 山东工业技术研究院，济南 250100
本文使用导模(EFG)法生长了Ni掺杂β-Ga2O3单晶，并通过粉末X射线衍射(PXRD)和劳厄衍射(Laue diffraction)分别验证了其晶体结构和晶体质量。进一步通过紫外-可见-近红外透过光谱及红外透过光谱研究了Ni2+掺杂对β-Ga2O3光学特性的影响，发现其(100)面的紫外截止边为252.9 nm，对应的光学带隙为4.74 eV。此外，阴极荧光(CL)光谱测试结果显示，Ni2+掺杂β-Ga2O3单晶在600~800 nm具有宽带近红外发光特性，有望拓宽β-Ga2O3单晶材料在宽带近红外方面的应用。
氧化镓 宽禁带半导体 光电性能 宽带近红外发光 导模法 Ni掺杂 Ga2O3 wide-bandgap semiconductor optical and electrical property broadband near-infrared luminescent EFG method Ni doping
1 西安工业大学材料与化工学院, 陕西省光电功能材料与器件重点实验室, 西安 710021
2 商洛学院化学工程与现代材料学院, 陕西省矿产资源清洁高效转化与新材料工程技术研究中心, 商洛 726000
本文采用快速液相烧结法制备了Gd2O3掺杂BiFeO3陶瓷, 并对陶瓷样品进行了物相、形貌、漏电流特性和磁性能研究。XRD分析结果表明, Gd2O3的加入促进了富铋相(Bi25FeO40)的形成且使晶胞体积减小, 同时陶瓷的物相由三方相向正交相转变; SEM分析结果表明, Gd2O3掺杂能起到细化陶瓷晶粒的作用; 电学性能分析表明, 陶瓷样品漏电流较大, 但Gd2O3的掺杂可显著降低陶瓷的漏电流; 漏电流特性分析结果表明, 陶瓷在低电场下的漏电流特性是欧姆传导机制, 在高电场下纯BiFeO3陶瓷的漏电流特性为肖特基发射机制, 但随着Gd2O3掺杂量的增加而逐渐变为空间电荷限制电流传导(SCLC)机制; 磁性研究结果表明, 掺杂引入的磁性Gd2O3颗粒均匀分布在陶瓷的晶界处从而显著提高陶瓷磁性能。
BiFeO3陶瓷 Gd2O3掺杂 液相烧结法 电学性能 漏电流特性 磁性能 BiFeO3 ceramics Gd2O3 doping liquid-phase sintering method electrical property leakage current characteristic magnetic property
1 哈尔滨工业大学航天学院,复合材料与结构研究所, 哈尔滨 150080
2 哈尔滨工业大学分析测试中心, 哈尔滨 150001
CuI薄膜可以通过Cu金属膜的碘化法来制备, 为了优化碘化法CuI薄膜的光电特性, 本文通过层层碘化法制备了CuI薄膜样品, 并采用后退火和层层退火两种方式处理CuI样品, 对薄膜样品的结构特性、表面形貌和光电性能进行了分析。结果表明, 层层退火方式有效提高了样品的结晶度, 而后退火方式则有利于薄膜表面CuI的二维平面移动, 从而增加了薄膜表面的致密性。后退火方式将CuI薄膜的透过率提高至80%~90%, 层层退火方式将CuI薄膜的电阻率优化至0.034 Ω·cm。
p型 后退火 层层退火 透过率 电学性能 光电性能 p-type CuI CuI post annealing layer by layer annealing transmittance electrical property photoelectric property
内蒙古科技大学材料与冶金学院, 包头 014010
铬酸镧基陶瓷具有优异的性能, 在诸多领域内得到广泛的应用。致密的铬酸镧基陶瓷可作为高温固体氧化物燃料电池的连接体材料。本文综述了使用固相法、溶胶-凝胶法、燃烧及水热法等方法制备铬酸镧粉体的过程, 分析了铬酸镧基陶瓷难致密化的原因, 基于现阶段的制备方式总结了能实现致密化过程的多种新型烧结方式, 同时调研了不同位置的掺杂改性及复合等方式在电性能改善方面的研究进展, 最后对后续的研究发展方向进行了展望。
陶瓷 固态氧化物燃料电池连接体 铬酸镧 粉体合成 致密化 掺杂改性 电性能 ceramics solid oxide fuel cell connector lanthanum chromate powder synthesis densification doping modification electrical property
研究针对不同服役环境下2D SiC/SiC复合材料的电阻率特性进行了研究。从1300 ℃降至室温的无氧环境中, 复合材料的电阻率随温度降低而增大; 借助曲线拟合, 建立了电阻率与温度之间的映射关系。在1300 ℃空气环境中氧化20和60 h后, 由于PyC界面层和SiC基体的氧化, 复合材料的导电性显著降低; 以SiO2的含量定量表征氧化程度, 建立了电阻率与氧化损伤之间的映射关系。复合材料的电阻率和应力随应变的变化趋势相似, 电阻率变化率和刚度随应变的变化趋势相反。在线性阶段, 基体开裂数量极少, 刚度几乎不变, 电阻率缓慢增大; 在非线性阶段, 基体开裂数量增加较快, 造成刚度降低, 电阻率快速增大; 后半段的基体裂纹数量缓慢增多, 刚度和电阻率变化率趋于平稳。
陶瓷基复合材料 电学特性 高温特性 机械性能 损伤力学 ceramic-matrix composites electrical property high-temperature property mechanical property damage mechanics
1 浙江理工大学物理系, 浙江省光场调控技术重点实验室, 杭州 310018
2 浙江大学杭州国际科创中心, 杭州 311200
3 浙江大学材料科学与工程学院, 硅材料国家重点实验室, 杭州 310027
4H碳化硅(4H-SiC)单晶具有禁带宽度大、载流子迁移率高、热导率高和稳定性良好等优异特性, 在高功率电力电子、射频/微波电子和量子信息等领域具有广阔的应用前景。经过多年的发展, 6英寸(1英寸=2.54 cm)4H-SiC单晶衬底和同质外延薄膜已得到了产业化应用。然而, 4H-SiC单晶中的总位错密度仍高达103~104 cm-2, 阻碍了4H-SiC单晶潜力的充分发挥。本文介绍了4H-SiC单晶中位错的主要类型, 重点讲述4H-SiC单晶生长、衬底晶圆加工以及同质外延过程中位错的产生、转变和湮灭机理, 并概述4H-SiC单晶中位错的表征方法, 最后讲述了位错对4H-SiC单晶衬底和外延薄膜的性质, 以及4H-SiC基功率器件性质的影响。
4H碳化硅 位错 单晶 外延 电学性质 光学性质 4H silicon carbide dislocation single crystal epitaxy film electrical property optical property 人工晶体学报
2022, 51(9-10): 1673
1 中国振华集团新云电子元器件有限责任公司,贵州 贵阳 550025
2 贵州振华红云电子有限公司, 贵州 贵阳 550025
3 贵州大学 材料与冶金学院, 贵州 贵阳 550025
采用传统的固相反应法将Sn、Ge以不同质量比掺入(Ba0.85Ca0.15)(Zr0.09Ti0.91-2xSnxGex)O3(x为质量比)无铅压电陶瓷中, 研究其相结构、微观组织、介电性能和压电性能的影响。结果表明, Sn、Ge掺入晶体内部后仍为单一的钙钛矿结构, 没有明显的第二相产生, 但掺杂引起了晶体内部晶格的变化。随着Sn、Ge掺杂量的逐渐增加, 其压电常数和机电耦合系数呈现先增大后减小的趋势。当Sn、Ge的掺杂量x=0.032时, 该体系的居里温度最高(为122 ℃)。
无铅压电陶瓷 锆钛酸钙钡(BCZT) 微观结构 电性能 lead-free piezoelectric ceramics barium calcium zirconium titanate(BCZT) microstructure electrical property
武圆梦 1,2,*胡俊杰 1,2王淼 1,2,3易觉民 1,2,3[ ... ]徐科 1,2,3,4
1 中国科技大学纳米技术与纳米仿生学院,合肥 230026
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,苏州 215123
3 江苏第三代半导体研究院,苏州 215000
4 苏州纳维科技股份有限公司,苏州 215123
本文利用低温光致发光谱(PL)研究了Fe掺杂GaN晶体非极性a面{1120}、m面{1100} 的带边峰和Fe3+相关峰(4T1(G)- 6A1(S))的偏振发光特性。结果表明: a面与m面光学各向异性差别较小,线偏振光的电矢量E平行于c轴［0001］时(E∥c),GaN带边峰强度最小,而Fe3+零声子峰(1.299 eV)强度最强。带边峰线偏振度小,而Fe3+零声子峰线偏振度大,a面带边峰的线偏振度为26％,Fe3+零声子峰的偏振度在a面和m面分别达到55%和58%。在5 K低温下,进一步测量了Fe3+精细峰和声子伴线的偏振特性,结果表明,除了一个微弱的峰外,其他精细峰和声子伴线与Fe3+零声子峰偏振特性一致。本研究有助于拓展Fe掺杂GaN晶体材料在新型偏振光电器件领域的应用。
氮化镓 Fe掺杂 半绝缘 非极性面 光学各向异性 光电特性 偏振光 GaN Fe doping semi-insulating non-polar surface optical anisotropy optical and electrical property polarized light
