ZnO宽带隙半导体及其基本特性

ZnO半导体是宽带隙半导体领域中继GaN和SiC之后的研究热点.同时,作为一种氧化物半导体,ZnO半导体在能带结构、晶格缺陷、抗辐照特性以及电学性质等方面具有特殊性,已有的研究中还存在一些不同的认识.本工作在阐述ZnO的晶体结构和基本性质基础之上,对其能带结构和缺陷特征、电子输运以及P型掺杂等主要的半导体特性研究现状进行了较为全面综述和分析.由于ZnO半导体具有高的激子束缚能、优良的电子输运性质、强抗辐照特性以及低成本和环境友好等显著特征,它是未来半导体光电子领域极具应用潜力的新一代宽带隙半导体材料,但是到目前为止,p型掺杂技术仍然是ZnO半导体器件面临的最大挑战.     

ZnO薄膜的制备和结构性能分析

ZnO作为一种宽带隙半导体材料,近几年来已经成为国际上紫外半导体光电子材料和器件领域的研究热点.激光分子束外延(L-MBE)系统是获得器件级ZnO外延薄膜的先进技术之一.高质量精密ZnO陶瓷靶材对于该工艺的实施是十分关键的,本文中采用高纯原料,在洁净条件下制备了大面积、薄片型、尺寸可控的符合理想化学配比的高纯ZnO陶瓷靶材.采用所制备的靶材,利用L-MBE技术在(0001)蓝宝石基片上进行了ZnO薄膜的外延生长,在280 ℃～300 ℃低温条件下所生长的薄膜样品具有(0001)取向的纤锌矿晶体结构,薄膜光学性能良好,论文中对ZnO薄膜的低温L-MBE生长机理进行了探讨.     

弹片连接的弱力接触电阻测试与分析

弹片作为一种重要的电连接器,它的可靠性会直接影响设备的电性能。研究弹片电连接的规律和影响因素,对于提升设备性能并节约成本具有重要意义。本文通过软件仿真及实验测量,测试了在弱外加力(<2 N)的条件下,以弹片为代表的电连接部件,接触电阻阻值随着接触金属面材料的电阻率减小而减小,且随着外加力的增大而减小的规律。通过机械接触理论分析及计算,验证了接触电阻会受到材料的电阻率与外加力影响;对弹片的接触电阻产生机理给出了明确解释,能够更准确地判断弹片与不同接触界面产生接触电阻的大小关系。     

限流电阻层改善碳纳米管场发射显示器发光均匀度的研究

针对碳纳米管(CNT)场发射阴极薄膜中,CNT个体差异及其与衬底的不良接触对发光均匀性的影响,引入反馈限流电阻层以改善阴极薄膜的场发射发光均匀性.采用丝网印刷工艺在衬底上制备氧化锌作为电阻限流层,在其上制备CNT阴极薄膜.对CNT薄膜阴极的发射电流稳定性和均匀性进行了测试,给出了电阻限流层对场发射特性曲线的影响效果.SEM分析表明,氧化锌电阻层有利于消除CNT阴极的尖端屏蔽效应,并且使得CNT与衬底具有更加紧密的接触.场发射特性和场发射发光照片表明,虽然随着限流层厚度增加,阈值电压有所增加,发射电流有所减小,然而限流层的存在有效地改善了发射电流的稳定性,使得发射电流和场发射发光点分布更加均匀.     

PdCl2对TiO2氧传感器响应特性的影响

把用厚陶瓷工艺制成的ＴiO2氧传感器用于汽车的空燃比控制,即可以节省燃油,又可以大大减轻汽车尾气对大气的污染,但未加催化剂的ＴiO2氧传感器响应速度慢,而在ＴiO2材料中加入ＰdCl2催化剂可以有效地提高氧敏传感器的化学反应速度,从而使ＴiO2氧传感器响应时间由７s减少到１．５s。     

化学沉积铈转化膜的工艺优化及其耐蚀性

采用化学沉积法在铝阳极氧化膜上制备铈转化膜。通过SEM和EDS表征了阳极氧化膜、化学沉积铈转化膜形貌和组成成分;用极化曲线法、EIS交流阻抗法和酸、碱点滴试验对膜耐蚀性进行了评估。结果表明,在铝阳极氧化膜上经过化学沉积可制备铈转化膜,其耐蚀性优于铝阳极氧化膜的耐蚀性。优化的铈转化膜工艺为:3 g/LCe2(SO4)3,20 ml/L H2O2,温度50℃,时间60 min。     

生长温度对L-MBE制备的ZnO薄膜性能的影响

在蓝宝石C面上利用激光分子束外延(L-MBE)的方法,分别在250、300、350、400和450 ℃下生长了高度C轴取向的ZnO薄膜,并对样品进行了X射线衍射、光致发光谱及反射式高能电子衍射的分析.测试结果表明,较低温度时,随着生长温度的升高,薄膜的结晶及发光性能得到提高;但是当温度进一步升高,却有所变差.这说明利用L-MBE系统制备ZnO薄膜存在一合适的温度范围,并对此机理进行了深入分析.     

氮化钛薄膜二次电子发射特性研究

目的研究氮化钛薄膜的部分物理特性及真空中的电子发射特性,验证氮化钛薄膜具有相对较好的电导特性及较低的电子发射系数,证明氮化钛薄膜在空间大功率微波器件表面处理中有良好的应用前景。方法使用射频磁控溅射技术在单晶硅及玻璃片表面制备氮化钛薄膜,实验中通过调节溅射过程中氮气与氩气的气体流量比控制薄膜中的氮钛原子比。使用SEM对氮化钛薄膜的表面形貌及厚度进行表征。使用超高真空二次电子发射特性研究平台对氮化钛薄膜的二次电子发射特性进行表征。结果通过调节溅射过程中的氮气氩气流量比,能够有效控制薄膜中氮钛两种元素的含量,进而改变氮化钛薄膜的结晶方式和其他物理特性。当氮氩气体流量比约为10:15时,薄膜中氮钛原子比约为1:1。电阻率测试结果表明,薄膜中氮钛原子比越接近1:1,薄膜的电阻率越低。二次电子产额(SEY)测试结果表明,所制备氮化钛薄膜的最小SEY峰值约为1.46,低于平滑金(~1.8)、银(~2.2)表面的SEY。结论氮化钛薄膜具有较好的电导特性及较低的SEY,且其在真空环境中有良好的稳定性,能在不影响微波器件表面损耗的情况下,有效降低器件表面发生电子倍增的风险。