采用综合考虑温度、电场强度、载流子浓度的普遍迁移率模型, 利用实际太阳能光谱和非富勒烯材料的吸收系数来计算载流子的产生, 结合漂移扩散方程、电流连续性方程等对高效率有机太阳电池进行理论建模。利用该模型计算了器件的电流-电压曲线、开路电压-光照强度曲线和短路电流-光照强度曲线。结果发现, 利用该模型计算的电流-电压曲线与实验数据符合很好, 其他两种曲线也与实验数据符合较好。此外, 利用该模型分析了能量无序度对器件性能的影响, 结果表明减小材料的能量无序度可以提高有机太阳电池的性能。
迁移率 非富勒烯 有机太阳电池 理论建模 能量无序度 mobility non-fullerene organic solar cells theoretical modeling energy disorder
沈阳工业大学材料科学与工程学院, 沈阳 110870
利用高真空磁控溅射技术, 通过高纯Mg靶和自制Mg-Bi-Sn合金靶的顺序溅射沉积, 制备了Mg3Bi2/Mg2Sn纳米复合薄膜。沉积薄膜的晶体结构和相组成由X射线衍射(XRD)图谱确定, 表面形貌和化学成分用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和能谱仪(EDS)进行观察、测量和分析。沉积薄膜的载流子浓度和迁移率通过霍尔实验获得, 电导率和Seebeck系数由Seebeck/电阻测试分析系统进行测量。结果表明, 沉积薄膜由Mg3Bi2和Mg2Sn两相组成, 随着薄膜中Mg2Sn含量的增加, 沉积薄膜的室温载流子浓度增加而迁移率下降。在整个测试温度范围内, 随薄膜中Mg2Sn含量的增加, 薄膜Seebeck系数不断升高而电导率下降。Mg2Sn相原子含量为28.22%的沉积薄膜在155 ℃获得最高功率因子为1.2 mW·m-1·K-2。在Mg3Bi2薄膜中加入适量的Mg2Sn第二相, 可明显提升Mg3Bi2薄膜材料的功率因子。
热电材料 Mg3Bi2/Mg2Sn纳米复合膜 Seebeck系数 相界面 载流子浓度 迁移率 电导率 thermoelectric material Mg3Bi2/Mg2Sn nanocomposite film Seebeck coefficient phase interface carrier concentration mobility conductivity
1 有研国晶辉新材料有限公司，廊坊 065001
2 西北工业大学伦敦玛丽女王大学工程学院，西安 710000
GaAs单晶是当前光电子器件的主要衬底材料之一，在红外LED中有着重要应用。但杂质浓度高、迁移率低等缺点会严重影响红外LED器件性能。为生产出低杂质浓度、高迁移率、载流子分布均匀、高利用率的红外LED用掺硅垂直梯度凝固(VGF)法GaAs单晶，本文研究了热场分布、合成舟和炉膛材质、工艺参数对单晶的成晶质量、杂质浓度、迁移率、载流子分布的影响。利用CGSim软件对单晶生长热场系统进行数值模拟研究，温区一至温区六长度比例为8∶12∶9∶5∶5∶7时，恒温区达到最长，位错密度达到1 000 cm-2以下，成晶率达到85%。采用打毛石英合成舟进行GaAs合成，用莫来石炉膛替代石英炉膛，可以获得迁移率整体高于3 000 cm2/(V·s)的GaAs单晶，满足红外LED使用要求。对单晶生长工艺参数展开研究，采用提高头部生长速度、降低尾部生长速度的方式提高单晶轴向载流子浓度均匀性，头尾部载流子浓度差降低33%，尾部迁移率从2 900 cm2/(V·s)提高到3 560 cm2/(V·s)。单晶有效利用长度提高33%，单晶利用率达到75%，大幅降低了原料损耗成本。
砷化镓 垂直梯度凝固 位错密度 载流子 迁移率 热场 炉膛 gallium arsenide vertical gradient freeze dislocation density carrier migration rate hot field furnace
1 中国科学技术大学 纳米技术与纳米仿生学院，安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 纳米器件与应用重点实验室，江苏 苏州 215123
3 江苏省纳米器件重点实验室，江苏 苏州 215123
4 上海科技大学 物质科学与技术学院，上海 201210
5 苏州晶湛半导体有限公司，江苏 苏州 215000
矢量测量是表征太赫兹波段天线与准光系统波束特性的主流技术。该文介绍了一种基于AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管（High-electron-mobility transistor, HEMT）混频探测器的太赫兹矢量测量系统。该系统核心器件为以准光-波导为耦合方式的高灵敏度太赫兹混频探测器，在340 GHz频率外差模式下，其噪声等效功率达−113 dBm/Hz。为了抑制系统相位噪声，搭建了基于二次下变频原理的硬件电路。通过对固定位置天线的长时间测量，表明系统相位稳定度优于4°，系统最小可测功率达到119 nW。基于相干AlGaN/GaN HEMT混频探测器实现了太赫兹连续波幅度和相位分布测量，该工作为后续阵列化太赫兹矢量测量提供了基础。
矢量测量 太赫兹探测器 相干探测 高电子迁移率晶体管 氮化镓 vector measurement terahertz detector coherent detection HEMT GaN 红外与激光工程
2023, 52(1): 20220278
1 哈尔滨理工大学 电气与电子工程学院，黑龙江 哈尔滨 150080
2 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术国家重点实验室，上海 200083
3 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室，上海 200083
研究了分子束外延生长条件对高铟组分InGaAs材料性能的影响，分析了生长温度、V/III比和As分子束形态对In0.74Ga0.26As材料光致发光和X射线衍射峰强度、本底载流子浓度和迁移率的影响。测试结果表明：适中的生长温度和V/III比可以提高材料晶格质量，减少非辐射复合，降低本底杂质浓度。As分子束为As2时In0.74Ga0.26As材料质量优于As4分子束。当生长温度为570 ℃，As分子束形态为As2，V/III比为18时，可以获得较高的光致发光和X射线衍射峰强度，室温和77 K下的本底载流子浓度分别达到6.3×1014 cm-3和4.0×1014 cm-3，迁移率分别达到13 400 cm2/Vs和45 160 cm2/Vs。
InGaAs 高铟组分 短波红外 分子束外延 迁移率 InGaAs high indium composition short-wave infrared molecular beam epitaxy（MBE） mobility 红外与毫米波学报
2022, 41(6): 1037
1 华中科技大学 光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
2 深圳华中科技大学研究院，广东 深圳 518063
基于声电放大效应的声表面波滤波器具有高集成度、非互异性等优势，在**及商业领域有着广泛的应用前景。同时，新型材料和结构的研究也为未来高集成度的声表面波滤波放大器的制备提供了新思路和新方向。该文介绍了声表面波声电放大机理，分析了器件常用结构，并总结了部分器件性能指标，这对声表面波滤波放大器的应用与推广具有一定的借鉴意义。
声表面波 声电效应 滤波器 放大器 高迁移率 surface acoustic wave acoustoelectric effect filter amplifier high mobility
