Engineering Design of High Quality GaN Epitaxy on Silicon Substrate Using Varying GaN/AlGaN Composite Buffer Structures

High quality GaN epitaxy thin films have been desired for the energy-efficient,solid-state semiconductor illuminating devices.Silicon substrates offer high crystal quality,low wafer cost,large wafer size,and potential integration with the well-established silicon processing technologies.However,due to the large mismatch in lattice constants and thermal expansion coefficients,it is still challenging to grow high quality GaN on silicon substrates.In this study,high quality GaN epitaxy has been engineering designed to grow on Si(111)substrate using varying GaN/AlGaN composite buffer structures by an Axitron 200 metal-organic vapor phase epitaxy deposition system.A thin AlN seed layer of 25 nm was firstly grown at 720℃.AlGaN layer of different thickness was then grown at 1050℃with subsequent GaN thin film until the total thickness reached 500 nm.The thickness of the subsequent GaN thin film could be increased by reducing the AlGaN thickness in the composite buffer structures.The results have shown that the lower GaN/AlGaN thickness ratio would decrease the dislocation density and provide crack-free,mirror-like upper GaN crystal thin film.On the other hand,the GaN/AlGaN thickness ratio could be designed to be 2-6 to balance the processing cost and the thin film quality for engineering applications.The dislocation density has been about 2×10 9 cm-2.In addition,dislocation close loop was observed near the GaN/AlGaN interface.The annihilation mechanism could be depicted by the reduction in dislocation strain energy.     

红外光电薄膜材料的界面结构与光电性能

分析了InAs/GaInSb应变层超晶格、AlGaN/GaN量子阱和超晶格红外光电薄膜材料的界面结合类型及其对材料界面结构和光电性能的影响.描述了在超晶格界面处的原子置换和扩散现象.阐述了分子束外延生长过程中控制量子阱超晶格界面结构的工艺方法.试验结果表明,调节组元的束流和采用表面迁移增强外延技术可以有效控制界面处的原子交换过程,从而提高薄膜材料的生长质量.     

电子信息材料在低碳经济中的发展应用

本文从集成电路和半导体材料(多晶硅,SiGe-HBT材料)、光电子材料(高亮度LED用GaN基异质外延材料,液晶材料)、新型电子元器件材料(电子封装材料,绿色电池材料,覆铜板材料)3方面介绍了基于低碳经济的电子信息材料的研究现状和发展前景.根据低碳经济的发展需求,展望了电子信息材料的发展趋势:向着大尺寸、智能化、多功能化、高集成化、节能环保型方向发展.     

MOCVD外延Al_2O_3基AlGaN/GaN超晶格的结构和光学特性

通过X射线衍射分析、透射电镜观察、红外透射光谱分析、紫外-可见吸收光谱分析和光致发光试验,研究了用金属有机物化学汽相沉积(MOCVD)的方法,在带有GaN缓冲层的蓝宝石(Al2O3)衬底上生长的AlGaN/GaN超晶格材料的微观结构、光吸收性质和发光特性。X射线衍射结果表明,GaN基材料均为纤锌矿六方结构,薄膜具有良好的结晶质量,薄膜生长沿c轴择优取向。透射电镜观察表明,超晶格试样的周期结构分布均匀,实际周期为13.3nm,且观察到高密度的位错存在于外延膜中。通过光学试验数据,确定了试样的光学吸收边都是在370nm附近,理论计算显示试样为直接跃迁型半导体,禁带宽度约为3.4eV。试样的折射率随光子能量的增加而增加、随波长的增加而减小,计算表明消光系数的极小值位于370nm处。光致发光测试分析表明,超晶格有很好的发光性能,并发现存在黄带发光。     

MoSe2/CoSe2异质结构的构筑及其电催化析氢性能

采用一步水热合成的方法在钼网(MF)上原位构筑MoSe₂/CoSe₂异质结构电催化剂。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X光电子能谱仪(XPS)等对MoSe₂/CoSe₂异质结构的物相和形貌进行了表征，并在1 mol/L KOH电解液中对该电催化剂的析氢反应(HER)性能进行了测试。结果表明：MoSe₂/CoSe₂@MF-2为枝状阵列异质结构，在电流密度为10 mA/cm²下，其过电势为172.3 mV,Tafel斜率为45.8 mV/dec,表现出良好的HER性能和结构稳定性。该异质结构电催化剂的成功构筑，为后续硒化物异质结及其在电催化中的应用提供了良好的思路和研究基础。     

MOCVD外延Al2O3基AlGaN/GaN超晶格的结构和光学特性

通过X射线衍射分析、透射电镜观察、红外透射光谱分析、紫外-可见吸收光谱分析和光致发光试验,研究了用金属有机物化学汽相沉积（MOCVD）的方法,在带有GaN缓冲层的蓝宝石（Al2O3）衬底上生长的AlGaN/GaN超晶格材料的微观结构、光吸收性质和发光特性.X射线衍射结果表明,GaN基材料均为纤锌矿六方结构,薄膜具有良好的结晶质量,薄膜生长沿c轴择优取向.透射电镜观察表明,超晶格试样的周期结构分布均匀,实际周期为13.3nm，且观察到高密度的位错存在于外延膜中。通过光学试验数据，确定了试样的光学吸收边都是在370nm附近，理论计算显示试样为直接跃迁型半导体，禁带宽度约为3．4eV。试样的折射率随光子能量的增加而增加、随波长的增加而减小，计算表明消光系数的极小值位于370nm处。光致发光测试分析表明，超晶格有很好的发光性能，并发现存在黄带发光。     

多功能表面纳米针布阵材料的研究

通过定向电结晶方法制备了具有纳米针布阵结构的镍基纳米材料,所获得的纳米镍针直径一般为50～200 nm,高为150～500 nm.实验结果表明纳米针布阵结构的尺寸、形状等可通过结晶调整剂浓度以及电结晶时间等对纳米针布阵材料的结构分析证明镍基纳米针在(111)晶面上有较强的织构现象,说明镍基纳米针布阵结构的形成是由于晶体优先在(111)面上外延生长所至.另外,本文还就这种材料在电子方面的应用等进行了探讨.     

氧化锡锑负载纳米Pd催化H2O2电还原反应的催化性能

分别以氧化锡锑(ATO)与活性炭(Vulcan XC-72)为载体,采用化学还原法制备了Pd/ATO及Pd/C催化剂,使用X射线衍射法及循环伏安曲线对催化剂进行了表征,通过线性伏安曲线及计时电流曲线考察了2种催化剂对H2O2电还原反应的催化性能。研究结果表明:Pd/ATO与Pd/C催化剂中Pd粒子的平均粒径分别为2.94 nm和8.27 nm,Pd/ATO催化剂的电化学比表面积更高,E=0.25 V时,Pd/ATO催化剂上H2O2还原反应的电流密度较Pd/C催化剂高约350 mA/mgPd,ATO提Pd     

电(致)塑性效应在材料加工中的应用研究进展

材料在电场或外加电流的刺激下,各项性能会发生改变,塑性提高,变形抗力下降,即电塑性效应。近年来,在材料加工的各领域已经开始广泛将这一效应用于材料的改性研究中,取得了显著地成果。基于此,综合评述了电(致)塑性效应微观机理及影响因素的研究现状,分析了电(致)塑性效应中电子风力及漂移电子对材料内部位错的影响,讨论了电(致)塑性效应对材料显微组织及力学性能的影响,并对电(致)塑性在材料加工中的应用研究进展进行综述。同时对电(致)塑性效应在材料加工方面的应用做出了展望,为电(致)塑性效应在材料加工中的广泛应用提供参考。     

纳微花球状MoSe_(2)@N-C复合材料的制备及其储锂性能EI北大核心CSCD

采用溶剂热和碳化法制备了氮掺杂碳包覆的MoSe_(2)(MoSe_(2)@N-C)纳微花球材料。氮掺杂碳保护层的引入和独特的纳微花球结构能够实现快速的电荷转移和离子传输,并有助于减缓嵌脱锂离子过程中材料的体积变化,提供较为稳定的电化学反应界面。结果表明:得益于碳包覆以及独特的纳微花球状结构,MoSe_(2)@N-C材料ge现出了优异的储锂性能,在200 mA/g的电流密度下循环150次后,MoSe_(2)@N-C材料拥有高达470 mA·h/g的可逆放电容量;即使在500 mA/g的电流密度下,该材料仍然表现出优异的循环稳定性。而在同样的条件下,纯MoSe_(2)材料容量的急剧衰减,放电容量仅维持在低于100 mA·h/g。由于独特的纳微花球结构以及MoSe_(2)和氮掺杂碳层之间的协同作用,MoSe_(2)@N-C复合材料表现出大大优于纯MoSe_(2)材料的可逆容量、倍率性能和循环稳定性。