GAZO/Ag/GAZO透明导电薄膜的磁控溅射制备及光电性能优化

采用多源磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了Ga、Al共掺杂氧化锌(GAZO)/Ag/GAZO透明导电薄膜。对比实验表明，通入O2溅射Ag能够提高薄膜在600～800 nm波段的光透射率。进一步优化后，发现在O2流量为1.0 sccm的条件下，12 nm的Ag获得连续结构，提升了GAZO/Ag/GAZO薄膜的光电性能。在空气中经150℃退火处理1 h,GAZO/Ag/GAZO薄膜的光电性能和结构性能都得到提升。退火后薄膜方块电阻为8.99Ω/sq,380～780 nm可见光波段平均透射率为98.17%，品质因子高达2260Ω^-1。该GAZO/Ag/GAZO透明导电薄膜显示出优异的光电性能，有望替代铟锡氧化物薄膜用于光电器件领域。     

高Al组分In1-xAlx Sb/InSb的MBE生长研究

高Al(10%~15%)组分的In1-xAlx Sb层可作为势垒层以抑制隧穿暗电流、提高器件工作温度而显得很重要。采用分子束外延的方法对InSb(100)衬底高Al组分的In1-xAlx Sb/InSb外延生长进行了实验探索,确定出了Al组分(约12.5%)并讨论了Al组分梯度递变的In1-xAlx Sb缓冲层和生长温度对外延薄膜质量的影响。     

CoFe/Cu/MgAl_2O_4(001)/CoFe磁性隧道结的隧穿磁电阻效应

通过基于密度泛函理论和非平衡态格林函数的第一性原理计算,研究了CoFe/Cu/MgAl2O4(001)/CoFe磁性隧道结(MTJ)的隧穿磁电阻(TMR)效应。结果显示,在一个完整的MgAl2O4(001)晶胞上再添加三层绝缘势垒层不仅会得到更大的隧穿磁电阻,且可以得到一个相对较大的半峰值偏压Vhalf。通过在势垒层和电极之间插入非磁性材料Cu,引起隧穿磁电阻发生反转和振荡现象,分别用左端CoFe-Cu电极的态密度(DOS)和电子的自旋传输对这两种现象进行了讨论。前者主要是由于CoFe-Cu电极的态密度随Cu层的增加发生了变化,后者主要是因为隧穿电子在Cu层中形成量子阱态,发生多重散射引起的。     

RRAM的氧空位与金属细丝机制SPM的比较

应用扫描探针显微镜(SPM)技术实现了氧化物阻变薄膜局部区域高低阻态的互相转变。通过电激励、编程和擦除等操作,控制细丝的产生和断裂,实现了阻变薄膜局域的重复编程/擦除操作。用该方法分别研究了氧空位机制与金属导电细丝机制的氧化物薄膜的阻变特性,对两种机制做了对比研究。结果表明:在阻变存储器(RRAM)中氧空位机制在导电细丝和数据密度方面要高于金属细丝机制。同时,金属细丝机制阻变薄膜部分区域因编程/擦除操作发生了永久性形貌变化,可能对阻变器件的电极产生永久性破坏,这说明氧空位机制阻变薄膜在未来的高密度存储上具有较好的应用前景。     

PTPD/Alq_3器件ETL厚度对发光和复合的影响

以新型的空穴传输材料三苯基二胺衍生物聚合(PTPD)制成了氧化铟锡(ITO)/PTPD/(Alq3)(8-羟基喹啉铝)/Mg:Ag异质结发光器件,考察了器件发光性能随Alq3电子传输层(ETL)厚度变化的规律,研究了聚合物/小分子异质结发光器件的电场对载流子复合区域的影响。基于能带理论和隧穿理论认为,这是由于器件上电场的重新分布和电场作用下载流子输运及隧穿势垒作用的综合结果。     

铜掺杂氧化锌薄膜的阻变特性

采用脉冲激光沉积法在SnO<,2>:F(FTO)衬底上制备了单一c轴取向生长的ZnO和ZnO:Cu薄膜,并对具有Au/ZnO/FTO和Au/ZnO:Cu/FTO三明治结构的器件进行了阻变特性测试.结果显示:两种器件在室温电场作用下均显示出双极可逆变阻特性;Cu掺杂使ZnO薄膜的开关比大幅增加,电流-电压曲线拟合结果显示...     

共振隧穿器件应用电路概述——共振隧穿器件讲座(2)

在“共振隧穿器件概述”的基础上,对共振隧穿器件应用电路作了全面概括的介绍。首先对共振隧穿器件应用电路的特点、分类和发展趋势作了简述;进一步对由RTDH/EMT构成的单-双稳转换逻辑单元(MOBILE)和以它为基础构成的RTD应用电路,包括柔性逻辑、静态随机存储(SRAM)、神经元、静态分频器等电路的结构、工作原理和逻辑功能等进行了介绍。关于RTD/HEMT构成的更为复杂的电路,如多值逻辑、AD转换器以及RTD光电集成电路等将在本讲座最后部分进行讲解。     

基于Ni/HfO2/Pt结构的阻变存储器的高温稳定性研究

这篇文章研究了Ni/HfO₂/Pt结构的阻变存储器的阻变特性。Ni/HfO₂/Pt器件显示出了双极阻变特性并且没有forming过程,我们认为导电细丝的形成和破灭是器件阻变的本质机理。此外,器件有很好的转变性能和保持特性：转换窗口达到3?10₅, 在高温200_oC下的保持时间大于10₃s,并且具有均匀的转变参数。考虑到以上优良性能,Ni/HfO₂/Pt结构的阻变存储器很有在非挥发性存储器领域中具有很高的应用价值。     

薄膜厚度对直流溅射制备AZO薄膜的特性影响

采用直流磁控溅射法,当衬底温度为室温时,在普通玻璃衬底上制备出了低电阻率、高透过率的ZnO:Al透明导电薄膜.研究了薄膜厚度对薄膜结构以及光电特性影响.当薄膜厚度为930 nm,薄膜的光电特性最好,电阻率为4.65×10~(-4)Ω·cm,可见光范围内的平均透过率为85.8%,禁带宽度约为3.51 eV.     

P型透明导电Cu-Al-0薄膜的直流共溅射法制备

采用Cu靶和Al靶直流共溅射法制备了P型透明导电Cu—Al—O薄膜。用原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）仪、四探针测量仪、紫外-可见分光光度计对样品进行了表征。结果表明,对所制备的P型透明导电Cu—Al—O薄膜经高温退火后,其结晶质量和导电性能均有一定提高,薄膜在可见光区的平均透过率接近70％,禁带宽度约为3．75eV。     

垂直型MoS2/C60范德华异质结的研究

研究了采用垂直堆垛方式构筑的MoS2/C60范德华异质结的特性。利用直流磁控溅射法制备Mo薄膜,对Mo薄膜进行硫化退火处理得到MoS2薄膜,采用真空蒸镀法在MoS2薄膜上沉积C60进而形成MoS2/C60范德华异质结,并制备了Au/MoS2/C60/Al结构的器件。对MoS2薄膜的晶体结构进行了分析,对MoS2,C60及MoS2/C60薄膜的喇曼光谱及光吸收特性进行了测试和表征。结果表明:经过750℃退火后的MoS2晶型为2H型;由于在MoS2和C60薄膜之间范德华力的存在,相对于生长在Si/SiO2衬底上,沉积在MoS2上的C60薄膜喇曼特征峰发生红移;MoS2/C60薄膜在可见光范围内具有明显的光吸收特性;异质结表现出良好的整流特性,通过电子导电模型分析得出电子的传输机制包含热电子发射,空间电荷限制电流传导(SCLC)和隧穿现象。     

P型透明导电Cu-Al-O薄膜的直流共溅射法制备

采用Cu靶和Al靶直流共溅射法制备了P型透明导电Cu-Al-O薄膜.用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)仪、四探针测量仪、紫外-可见分光光度计对样品进行了表征.结果表明,对所制备的P型透明导电Cu-Al-O薄膜经高温退火后,其结晶质量和导电性能均有一定提高,薄膜在可见光区的平均透过率接近70%,禁带宽度约为3.75 eV.     

本征和Al3+掺杂ZnO薄膜的特性研究

采用溶胶-凝胶方法在载玻片衬底上制备了本征及不同Al3+掺杂浓度的ZnO:Al薄膜,利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜,紫外-可见光吸收光谱及霍尔效应研究了Al3+掺杂浓度对ZnO:Al薄膜结构和光电性能的影响。结果显示,ZnO:Al薄膜为六角纤锌矿晶体结构,具有很高的沿c轴的(002)择优取向,Al3+掺杂并没有改变ZnO的晶体结构,只是Al取代了Zn;掺杂前后薄膜样品均在ZnO带边吸收的位置有较强的吸收而在可见光范围吸收较小;并且当Al3+掺杂浓度为1.5%(摩尔百分比)时所获得的ZnO:Al薄膜具有最小的电阻率,为26Ωcm。     

InGaAs/InP雪崩光电二极管暗电流机理研究

基于InGaAs/InP雪崩光电二极管,讨论吸收层厚度和少子寿命以及倍增层厚度和少子寿命对暗电流的影响。研究表明,吸收层厚度影响热产生复合(shockley-read-hall, SRH)和缺陷辅助隧穿(trap-assisted tunneling, TAT)暗电流大小,而倍增层厚度则对TAT和直接隧穿(band-band tunneling, BBT)暗电流影响较大。少子寿命可以等效为缺陷的影响,因而对与缺陷相关的SRH和TAT暗电流影响较大。对暗电流机理的分析,为研究低暗电流高信噪比的雪崩器件提供良好的理论预测。     

Zn_(1-x)Cd_xSe/ZnS量子阱材料的共振遂穿特性研究

本文通过对共振隧穿电流密度随外加偏压及应力而变的依赖关系的理论研究,模拟了Zn1-xCdxSe/ZnS共振隧穿电流密度随外加偏压及应力的变化曲线.给出了等效电阻系数随外加偏压及应力而变的依赖关系,得出了介观压阻系数与外应力的变化符合线性关系的结论.这些结论为将机械信号转换为电学信号的介观效应器件的设计提供了理论指导.     

直流磁控溅射ZnO：Al薄膜过程中氧气浓度的研究

采用直流磁控溅射的方法制备ZnO:Al(ZAO)透明导电薄膜,研究了氧气浓度对ZAO薄膜的结构、光电性质的影响。实验表明适当的氧气浓度是制备优质ZAO透明导电薄膜的关键。本实验条件下制备的ZAO薄膜最低电阻率为3.67×10-4Ω.cm,可见光部分透过率高于90%。     

微型化太赫兹集成器件的前沿技术进展

针对国际上太赫兹器件技术进展予以概括和分析,提炼出共振隧穿二极管、单向载流子传输光电二极管2种可行的小型化器件方案。在材料生长和器件结构方面分析了太赫兹波的产生原理和难点,在系统应用方面解释了短距离高速通信的实用案例。目前,采用共振隧穿二极管已实现2.5 Gbps速率的300 GHz无线通信演示实验,采用单向载流子传输光电二极管在该频点下实现了12.5 Gbps的无线通信实验。     

Al薄膜对(002)ZnO/Al/Si结构基片中ZnO薄膜特性影响的实验研究

采用射频磁控溅射法沉积制备了(002)ZnO/A l/Si复合结构。研究了Al薄膜对(002) ZnO/Al/Si复合结构的声表面波器件(SAWD)基片性能影响以及当ZnO 薄膜厚度一定时的Al膜最佳厚度。采用X射线衍射(XRD)对Al和ZnO薄膜进行了结构表征 ,采用 扫描电镜(SEM)对ZnO薄膜进行表面形貌表征,并从薄膜生长机理角度进行了分析。结果 表明,加Al薄膜有利于ZnO薄膜按(002)择优取向生长,并且ZnO 薄膜的结晶性能提高;与(002)ZnO/Si结构基片相比,当Al薄膜 厚为100nm时,(002)ZnO/Al/Si结构中ZnO薄 膜的机电耦合系数提高 了65%。     

柔性ZnS∶Cu电致发光器件制备和性能研究

采用喷墨印制工艺在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜表面制备纳米银线(AgNWs)柔性透明导电膜。以纳米银线柔性透明导电膜分别作为顶电极和底电极，ZnS∶Cu为发光层，聚二甲基硅氧烷(PDMS)为介质层和包装层，采用旋涂工艺制备AgNWs/ZnS∶Cu&PDMS/AgNWs结构的柔性电致发光器件，并研究了电极的光电性能、介质层性能以及施加电压对器件性能的影响。研究表明，良好光电性的电极和高介电常数的介质层有利于提升器件发光强度。当以方阻20Ω/和透光度(550 nm)63.9%的薄膜作为电极，BaTiO₃和PDMS混合作为介质层时，施加200 V电压时器件的发光强度可达2.61 cd·m^-2,施加300 V电压时器件的发光强度可达6.41 cd·m^-2。器件弯曲180°后仍具有良好的电致发光特性。采用喷墨印制工艺制备4 cm×4 cm花朵图案的纳米银线柔性透明导电膜分别作为顶电极和底电极，ZnS∶Cu为发光层，BaTiO₃和PDMS作为介质层和包装层，制备电致发光器件，在200 V(50 Hz...     

CuO纳米线阻变存储器的组装及电阻开关特性

用热氧化法在空气中加热铜片制备了CuO纳米线(CuO NWs),通过FESEM对纳米线表面进行了观察,并用液体转移法组装成功了一种简单的阻变存储器件。通过I-V测试系统观察到了Cu/CuO NWs/Cu器件表现出了明显的双极型和单极型。最后通过对比高阻态(HRS)和低阻态(LRS)的表面形貌,解释了Cu/CuO NWs/Cu器件的阻变机制。