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 唐山学院新材料与化学工程学院, 唐山 066000
本文采用湿法刻蚀法将单层石墨烯(G)与掺氟二氧化锡(FTO)薄膜复合在一起, 采用拉曼(Raman)光谱、聚焦离子束(FIB)和透射电子显微镜(TEM)研究了G/FTO双层薄膜的结构、表面和界面形貌、元素分布等信息; 采用基于原子力显微镜(AFM)的开尔文探针力显微镜(KPFM)和导电原子力显微镜(C-AFM)研究了FTO薄膜和G/FTO双层薄膜的形貌、接触电势差(CPD)、功函数、接触势垒。结果表明, FTO薄膜和G/FTO双层薄膜的接触电势差分别为-0.474、-0.441 V, 两者功函数分别为5.329、5.296 eV。与FTO薄膜相比, G/FTO双层薄膜的迁移率由21.26 cm2·V-1·s-1增加到23.82 cm2·V-1·s-1。FTO薄膜和G/FTO双层薄膜相应的势垒高度分别(0.39±0.06) V和(0.33±0.05) V, G/FTO双层薄膜的势垒高度更小。
石墨烯 掺氟二氧化锡 双层结构 接触特性 接触电势差 功函数 接触势垒 graphene fluorine doped tin dioxide bilayer structure contact characteristic contact potential difference work function contact barrier
本文采用反应磁控溅射法制备p型二元铜氧化物半导体薄膜，通过氧气流量调节实现Cu2O、CuO和Cu4O3薄膜的可控生长。所制备薄膜的形貌与结构分别利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及拉曼光谱进行表征。经紫外可见分光光度计测量可知，Cu2O、CuO和Cu4O3薄膜的带隙分别为2.89 eV、1.55 eV和2.74 eV。为进一步研究Cu2O、CuO和Cu4O3薄膜的表面物理性质，基于Kelvin探针力显微镜(KPFM)技术直接测量了薄膜样品与探针尖端间的接触电位差(VCPD)，结果表明Cu2O、CuO和Cu4O3薄膜的表面功函数都随着温度的升高而呈现逐渐减小的趋势。
氧化铜 磁控溅射 带隙 氧分压 表面功函数 接触电位差 copper oxide magnetron sputtering band gap oxygen partial pressure surface work function contact potential difference
1 中国科学院微电子研究所 微电子器件与集成技术重点实验室, 北京 100029
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 河北工业大学 电子信息工程学院 电子材料与器件天津重点实验室, 天津 300401
二硒化钨(WSe2)具有双极导电特性, 可以通过外界掺杂或改变源漏金属来调节载流子传输类型, 是一类特殊的二维纳米材料, 有望在未来集成电路中成为硅(Si)的替代材料。文章采用理论与实验相结合的方式系统分析了WSe2场效应晶体管中的源漏接触特性对器件导电类型及载流子传输特性的影响, 通过制备不同金属作为源漏接触电极的WSe2场效应晶体管, 发现金属/WSe2接触的实际肖特基接触势垒高低极大地影响了晶体管的开态电流。源漏金属/WSe2接触特性不仅取决于接触前理想的费米能级差, 还受到界面特性, 特别是费米能级钉扎效应的影响。
二硒化钨 双极特性 金属功函数 肖特基势垒 源漏接触 费米能级钉扎 tungsten diselenide ambipolar behavior metal work function Schottky barrier source/drain contact Fermi level pinning
1 五邑大学应用物理与材料学院, 江门 529020
2 五邑大学, 柔性传感材料与器件应用技术研究中心, 江门 529020
氧化铟锡(ITO)薄膜被广泛用作光电器件中的透明导电电极, 其透光率、导电性、表面粗糙度、与基底的功函数匹配及其电流传输特性都会对光电器件的性能造成影响。本文采用射频(RF)磁控溅射方法制备ITO薄膜, 系统研究了基底加热温度对其各方面性能的影响, 并确认了最佳基底温度。实验采用锡掺氧化铟陶瓷为靶材, 组分摩尔比为m(In2O3)∶m(SnO2)=90∶10。采用XRD、SEM对所制备的薄膜进行表征, 系统分析不同基底温度对ITO薄膜结晶性能、形貌的影响; 采用紫外可见分光光度计、霍尔效应测试仪、紫外光电子谱仪(UPS)、电流电压曲线系统研究了基底温度对薄膜光电特性、载流子浓度、薄膜功函数以及电流传输特性的影响。研究结果表明, 基底温度200 ℃为最佳, 此时ITO薄膜结晶良好、表面平整、可见光波段平均透过率超过80%, 导电性能和电流传输特性均较佳, 且薄膜组分与靶材组分一致。
基底温度 ITO透明导电薄膜 载流子浓度 光电特性 功函数 substrate temperature ITO transparent conductive film carrier concentration optoelectronic property work function
1 School of Physics and Optoelectronic Engineering, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, CHN
2 School of Physics and Optoelectronic Engineering, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, CHN；School of Physics and Optoelectronic Engineering, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, CHN
根据四极质谱仪对超高真空激活系统中残余气体的检测结果，建立了残余气体在Ga0.75Al0.25N（0001）表面的吸附模型。利用密度泛函理论计算了残余气体分子在Ga0.75Al0.25N（0001）表面的吸附。结果表明，残余气体提高了表面功函数。功函数的变化是由吸附质与表面之间的偶极矩引起的，残余气体与阴极材料形成由体内指向表面的偶极矩，不利于光电子的逸出。在紫外波段，残余气体吸附表面的吸收系数小于Cs原子吸附表面的吸收系数。
Ga0.75Al0.25N（0001）表面 密度泛函理论 残余气体 功函数 吸收系数 Ga0.75Al0.25N（0001） surface density functional theory foreign gases work function absorption coefficient
1 北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044
2 北京交通大学光电子技术研究所, 北京 100044
在溶液法制备有机电致发光器件(OLEDs)的研究中, PEDOT∶PSS由于具有较好的成膜性与高透光性而常被用作器件的空穴注入层。 但相关研究表明, PEDOT∶PSS本身稳定性较差以及功函数较低, 这使得溶液法制备OLEDs的性能差且不稳定。 蓝色作为全彩色的三基色之一, 制备高效的蓝光器件对于实现高质量显示器件和固态照明装置必不可少。 而目前溶液法制备蓝光OLEDs的器件效率普遍较差, 针对此问题, 本文利用传统的蓝光热激活延迟荧光发光(TADF)材料DMAC-DPS作为发光层, 用溶液法制备了蓝光TADF OLEDs, 通过在PEDOT∶PSS中掺杂PSS-Na制备混合空穴注入层(mix-HIL)来提高空穴注入层的功函数, 研究其对于蓝光TADF OLEDs器件性能的影响。 首先在PEDOT∶PSS水溶液中掺入不同体积的PSS-Na溶液, 在相同条件下旋涂制膜, 进行器件制备。 通过观测各个实验组器件的电致发光(EL)光谱, 发现掺入PSS-Na后器件EL谱存在光谱蓝移的现象, 这是由于掺入PSS-Na水溶液后, mix-HIL层的厚度有所降低, 使得在微腔效应作用下, EL光谱发生蓝移。 通过对比各组器件的电流密度-电压-亮度(J-V-L)曲线及其计算所得器件的电流效率, 结果显示随着PSS-Na的掺入, 器件的亮度和电流都有所增大, 器件的电流效率也得到了提升, 当掺杂比例为0.5∶0.5(PEDOT∶PSS/PSS-Na)时提升幅度最大(亮度提升86.7%, 电流效率提升34.3%)。 通过在瞬态电致发光测试过程中施加或撤去驱动电压观测了器件EL强度的变化, 分析了在混合空穴注入层/发光层(mix-HIL/EML)界面处的电荷积累情况。 实验证明, 通过在PEDOT∶PSS中掺杂PSS-Na制备mix-HIL获得了蓝光TADF OLEDs器件性能的提升, 这是一个获得高效率溶液法制备OLEDs的可行方法。
蓝光 功函数 载流子积累 瞬态电致发光 Blue light Work function The carrier accumulation Transient electroluminescence 光谱学与光谱分析
2020, 40(4): 1028
运用AFORS-HET软件对TCO/β-FeSi2(n)/a-Si(i)/c-Si(p)/μc-Si(p+)型太阳能电池各层结构之间的能带匹配进行了模拟。模拟结果表明，透明导电氧化膜与n型层间的能带匹配对太阳能电池的转化效率、开路电压和填充因子有较大影响，可以通过能带匹配有效地提高太阳能电池的转化效率。导带补偿会阻碍少数载流子的输运，界面态会加快少数载流子在界面的复合，降低导带失配，从而有利于提高太阳能电池的转化效率。衬底与背场的界面电场可以提高太阳能电池的转化效率。
功函数 能带失配 界面态 转化效率 β-FeSi2 β-FeSi2 AFORS-HET AFORS-HET work function band mismatching interface state conversion efficiency
1 特种显示技术国家工程实验室 特种显示技术教育部重点实验室 省部共建现代显示技术国家重点实验室, 合肥 230009
2 合肥工业大学 光电技术研究院, 合肥 230009
3 中航华东光电有限公司, 安徽 芜湖 241002
分别采用二氯苯氧乙酸和溴乙酸对ITO表面进行修饰, 研究其对OLED器件(ITO/PVK/ FIrPic∶SimCP/TPBi/LiF/Al)性能的影响。结果显示, 相较于未修饰的器件, 采用二氯苯氧乙酸修饰后的器件最大亮度由673.4cd/m2提升至1875.2cd/m2, 同时器件的启亮电压由6.2V降至5.3V。研究发现, 有机酸处理能够改变ITO的表面能和功函数, 一方面改变ITO和后续膜层的接触性能, 影响后续膜层的成膜; 另一方面也可以有效减少ITO与有机层间的势垒, 提升载流子注入。这种用有机酸修饰ITO阳极的方法工艺简单, 能有效降低空穴注入势垒, 优化ITO和有机层的接触性能, 对器件性能的提升起到一定的促进作用。
有机酸 表面能 功函数 ITO ITO organic acids surface energy work function OLED OLED
北京交通大学光电子技术研究所 发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044
研究了氯化铯的甲醇溶液作为阴极修饰层, 来提高传统有机聚合物太阳能电池器件性能。通过电容-电压(C-V)测试分析了铝电极和PTB7/PC70BM之间的界面电荷积累情况, 同时测试了紫外光电子能谱(UPS), 对铝的功函数改变作了研究。结果表明, 采用氯化铯的甲醇溶液作阴极修饰层的器件, 其短路电流(Jsc)、开路电压(Voc)、填充因子(FF)都有所提高, 光电转化效率达到6.36%, 与仅用甲醇处理过的器件相比, 光电转化效率提高了11%; 与未经甲醇处理的器件相比, 光电转化效率提高了42.6%。这种一步溶液处理法能够减少电荷积累, 同时降低铝电极的功函数, 利于电子收集, 进而提高器件性能。
氯化铯 甲醇 聚合物太阳能电池 电荷积累 功函数 cesium chloride methanol polymer solar cells charge accumulation work function
