1 重庆交通大学材料科学与工程学院, 重庆 400714
2 中国科学院重庆绿色智能技术研究院, 重庆 400714
3 南京大学电子科学与工程学院, 固体微结构物理国家重点实验室, 南京 210023
4 安徽大学物理科学与信息技术研究所, 混合材料结构与功能调控教育部重点实验室, 合肥 230601
二硫化钨(WS2)由于具有可调的带隙、强的光-物质相互作用、较高的载流子迁移率等性质, 在光电子器件领域具有较为广泛的应用。本文通过常压化学气相沉积(CVD)法, 以硫粉和过渡金属氧化物为前驱体, 在SiO2/Si上生长了枝晶WS2/单层WS2同质结。在衬底上将样品的形貌演化分为了4个区域: 叠加生长区(Ⅳ)、树枝状WS2生长区(Ⅲ)、六角状WS2生长区(Ⅱ)和无明显形貌区(Ⅰ)。采用光学显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱、光致发光光谱、透射电子显微镜、扫描电子显微镜等测试手段系统比较了所制备枝晶WS2/单层WS2在衬底上数量、形貌、结构和性质的不同。研究发现枝晶WS2形貌的不同影响了实际缺陷浓度, 从而影响了拉曼特征峰位置。利用原子吸附模型和S、W蒸气比的变化解释了形貌演化的生长机理。此外, 基于枝晶WS2/单层WS2制备的背栅式场效应晶体管(FET)光响应率为46.6 mA/W, 响应时间和恢复时间达到了微秒级别, 性能优于大多数CVD法制备的单层WS2背栅式场效应晶体管(WS2-FET)。这一工作有助于进一步加强对二维薄膜材料可控生长的理解, 对制备大面积、高质量的枝晶型结构具有一定参考价值。
化学气相沉积 同质结 形貌演化 生长机理 场效应晶体管 WS2 WS2 CVD homojunction morphological evolution growth mechanism FET
1 西北大学化工学院, 西安 710069
2 西北大学物理学院, 西安 710127
采用水热法制备了孪晶Mn0.5Cd0.5S (T-MCS)固溶体, 随后借助原位水热法获得Zn0.76Co0.24S/T-MCS纳米异质结光催化剂。结果表明: Mn0.5Cd0.5S固溶体是六方纤锌矿Mn0.5Cd0.5S (WZ-MCS)及立方闪锌矿Mn0.5Cd0.5S (ZB-MCS)交替形成的孪晶同质结; 引入Zn0.76Co0.24S可增强体系光响应能力, 提高表面载流子数量, 其中3% Zn0.76Co0.24S/T-MCS异质结在Na2S/Na2SO3混合溶液中的产氢速率可达132.9 mmol/(g·h) (300 W氙灯, λ>420 nm), 分别是Zn0.76Co0.24S和T-MCS的332.2倍和1.9倍。能带结构分析发现, WZ-MCS和ZB-MCS形成的II型同质结可实现T-MCS体相载流子的快速分离, T-MCS与Zn0.76Co0.24S之间形成的S-scheme异质结不仅促进了二者界面电荷迁移, 而且保留了T-MCS价带空穴与Zn0.76Co0.24S导带电子强的氧化还原能力, 本工作构建的同质异质结可有效提高体系的产氢动力学。
光催化产氢 孪晶结构 II型同质结 异质结 电荷转移 photocatalytic H2 production twin structure type-II homojunction heterojunction charge transfer
东华理工大学核技术应用教育部工程研究中心，江西 南昌 330013
硫化锑（Sb2S3）薄膜具有n型和p型两种导电类型。利用wxAMPS对具有不同电子传输层和空穴传输层的Sb2S3同质结太阳电池进行了设计和缺陷分析。提出了由glass/FTO/ZnS/（n）Sb2S3/（p）Sb2S3/Spiro-OMeTAD/Au构成的器件结构。在Sb2S3同质结太阳电池中形成的内建电场增加了能带的弯曲程度，从而导致了开路电压的增加。（p）Sb2S3中缺陷对器件性能的影响比（n）Sb2S3中的缺陷对器件性能的影响更大，而在ZnS/（n）Sb2S3界面和（p）Sb2S3/Spiro-OMeTAD界面处的缺陷对器件性能有同样重要的影响。当（n）Sb2S3和（p）Sb2S3中的缺陷密度都为1015 cm-3，且ZnS/（n）Sb2S3界面处和（p）Sb2S3/Spiro-OMeTAD界面处的缺陷密度都为109 cm-2时，太阳电池的效率能够达到23.96%。模拟结果表明，基于Sb2S3同质结的器件设计是实现高效太阳电池的有效结构。
薄膜 硫化锑 同质结 薄膜太阳电池 wxAMPS 缺陷 光学学报
2022, 42(23): 2331002
上海交通大学 物理与天文系 人工结构及量子调控教育部重点实验室, 上海 200240
从提高p-GaAs同质结太赫兹探测器量子效率出发, 在考虑温度和偏压等参数的影响后, 优化了谐振腔增强的p-GaAs同质结太赫兹探测器的材料及结构参数, 使探测器的量子效率提高到了17%.并计算了探测器的响应率、探测率和偏压、温度、光谱频率的关系, 得到了最佳工作偏压(10~40mV)、最佳工作温度(<8K)和最大探测率(4.1×1010cm Hz1/2/W).而通过施加一对匹配的反射镜来构造谐振腔的设计, 所能获得的极限量子效率为26%, 极限探测率和响应率分别为5.7×1010cm Hz1/2/W、25.9A/W.
p-GaAs同质结太赫兹探测器 谐振器增强 量子效率 探测率 p-GaAs homojunction THz detectors resonant cavity enhance quantum efficiency detectivity
1 上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200072
2 上海大学 新型显示技术及应用集成教育部重点实验室, 上海 200072
3 桂林电子科技大学 机电工程学院, 广西 桂林 541004
基于一种将具有电荷传输性的双极性主体材料与蓝、黄光客体材料共蒸的单层结构的同质结结构, 制备了色温可调的白光有机电致发光器件(OLED)。由于不存在激子阻挡层, 单层结构容易发生漏电流现象, 致使OLED器件具有较高的工作电压和较低的电流/功率效率。在空穴/电子传输层进行p/n型掺杂的同质结结构则大大改善了器件性能。研究表明: 该种器件结构获得了相对较低的起压5.6 V, 较高的电流效率2.64 cd/A和低效率滚降, 其色坐标则随着亮度的增加沿着普朗克轨迹变化, 产生类似于太阳光的发光特性。另外, 对主体材料和共蒸层的电荷载流子的传输特性和复合机制也进行了一系列分析研究。
有机电致发光 同质结结构 色温可调白色光器件 效率滚降 organic light-emitting diodes homojunction structure chromaticity-tunable WOLEDs efficiency roll-off 强激光与粒子束
2015, 27(2): 024152
华南理工大学化学与化工学院 化学系,广州510640
本文通过水热法合成了Au和Au/Au同质结纳米粒子,并用透射电子显微镜(TEM)和紫外可见吸收(UV-vis)光谱对所合成的单分散Au纳米粒子和Au/Au同质结纳米粒子进行了表征。我们的研究发现,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)在Au/Au同质结纳米粒子的合成中起着非常重要的作用,改变CTAB的加入量,Au纳米粒子由单分散Au纳米粒子变成Au/Au同质结纳米粒子。
水热法 Au/Au 同质结 紫外可见吸收光谱 表征 hydrothermal method Au/Au homojunction UV-vis characterization
1 华南理工大学化学与化工学院 应用化学系, 广州 510640
2 华南理工大学化学与化工学院 制浆造纸国家重点实验室, 广州 510640
用液相法合成弯曲的银/银(Ag/Ag)同质结纳米线, 即由Ag/Ag同质结和Ag纳米棒组成。同质结相邻的两个Ag纳米棒以一定的角度形成弯曲的Ag纳米线, 其角度可能是锐角, 也可能是钝角, 而且其长度可达几个微米。研究发现, 反应温度对弯曲Ag/Ag同质结纳米线的形成具有非常重要的作用, 改变反应温度, 得到的是其它形状的纳米粒子; 同时, 表面增强拉曼光谱(SERS)表征发现, 与Ag纳米球和纳米线相比, 弯曲Ag/Ag同质结纳米线具有更好的SERS活性。
银纳米线 同质结 合成 表征 Ag nanowire homojunction SERS surface-enhanced Raman scattering (SERS) synthesis characterization
氧化锌是一种在短波长光电器件领域有巨大应用价值的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料, 制备性能优良的ZnO同质结是ZnO在光电器件领域获得应用的关键之一。文章综述了近几年ZnO同质结发光二极管研究进展, 详细介绍了各种结构ZnO同质结发光二极管的最新研究成果和存在的问题, 并对ZnO同质结发光二极管的发展趋势进行了展望。
氧化锌 同质结 发光二极管 光电器件 ZnO homogeneous junction light emitting diode optoelectronic device
