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关键词： NiO   Na掺杂   pn结   磁控溅射   整流特性  

摘要： 利用磁控溅射方法在n型Si衬底上制备了NiO:Na薄膜构成异质pn结,并研究了其光电特性。实验结果表明,当O2/Ar+O2比例从0%升高到30%时,Si/NiO:Na的pn结表现出最佳整流特性,正向开启电压达到4.9V,-7V时才出现漏电流。这可能是由于NiO:Na薄膜结晶度得到改善,薄膜内缺陷减少所致。继续增加O2/Ar+O2比例,薄膜结晶质量转差,相应也削弱了其整流特性,这一结果得到X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和紫外(UV)透射结果的充分支持。

关键词： 单晶硅太阳电池   电学结构   TCAD模拟   pn结   梳齿  

摘要： 提出梳齿状pn结单晶硅太阳电池,通过计算机TCAD模拟的方法,对单晶硅太阳电池的梳齿状pn结结构对电池内部电流分布和电池效率造成的影响进行模拟分析和理论研究。研究结果表明采用pn结梳齿状结构对单晶硅太阳电池的电学性能有一定程度上的优化,但同时也带来电流集边等非理想效应。在模拟范围内,梳齿宽度为1μm,深度为30μm的梳齿状pn结单晶硅电池拥有更理想的电池效率。

关键词： 硅太阳电池   多步扩散   pn结   第二次恒定源扩散   死层  

摘要： 在制备晶体硅太阳电池pn结的扩散工序中,工艺设计对硅片中磷浓度的分布起重要作用进而会影响电池电性能,通过实验研究,优化得出多步扩散工艺。结果显示,采用多步扩散方法可减少死层、增加电活性磷掺杂量,并能通过适当调整第二次恒定源扩散工艺参数实现对填充因子的独立控制。与常规的两步扩散工艺相比,新工艺制备的太阳电池开路电压Voc升高6 m V,填充因子FF得到明显改善,光电转换效率Eff有0.4%的绝对提升,使组件输出效率CTM相应提高0.97%。

关键词： 有机太阳能电池   斯坦福大学   米草   组成部分   纳米结构   电池使用   半导体   PN结  

摘要： 近日．美国麻省阿默斯特大学、斯坦福大学、德雷斯顿大学共同研发出一种新型纳米结构，能够让有机太阳能电池的效率大幅提升。据介绍，太阳能电池使用了两种不同类型的半导体．分别为P型和N型，相互结合组成了所谓的“PN结”,这是太阳能电池的重要组成部分。因为它会产生电场，使得光能转变为电流。

关键词： 电子组态   教材   监控系统   高等学校  

ISBN: (数字)9787115394835 ISBN: (纸本)9787115394835

摘要： 本书介绍组态技术设计和制作方法，突出这项技术的工程性和应用性。全书共分十五章，内容包括组态软件概述、工控组态软件的初步使用、组态的变量的引用、实时数据库系统、动画制作方法、动作脚本设置、分析曲线的创建、趋势、报表、报警组态画面的生成、I/O设备通信、后台组件的操作、运行系统及安全管理、控件及复合组件对象、外部接口及通信、力控组态软件的应用、实训组态项目。

关键词： 化学气相沉积   核壳纳米结构   pn结   光电探测器  

摘要： II-VI族半导体材料,如ZnO、ZnSe、CdS、ZnTe等,它们均为直接带隙半导体,禁带宽度覆盖紫外光到可见光区域,在光电探测、光伏以及发光器件方面均具有重要的应用。在纳米尺度范围内,pn结是构筑先进电子器件和光电子器件的基础。由于自补偿效应,完全采用CdS材料(禁带宽度为2.4eV)来制备pn结很难实现。因为CdS半导体材料的p型掺杂非常困难。研究表明热力学平衡时CdS仅存在n型导电。ZnTe(禁带宽度为2.26eV)也是II-VI族半导体材料,它是一种p型的具有高透光率且化学性质稳定的半导体材料。二者的结合为解决CdS单极性导电难以构筑pn结提供了新的思路。纳米pn结具有多种结构形式,其中核壳结构由于其高纵横比尤为引人注目。迄今为止,有多种合成方法成功合成了核壳pn结,如选区金属有机气相外延,化学气相沉积,水热法和原子层沉积法等。而且这些核壳结构的pn结光电器件均展现了很好的性能,特别是在光电探测方面。但核壳结构pn结不同部分的可控掺杂,以及其光电性能的研究还很匮乏。本论文研究的主要内容是通过两步化学气相沉积法,分别合成Ga掺杂的CdS纳米线核和Sb掺杂的ZnTe薄膜壳层,构建核壳pn结,并利用三次光刻技术制备核壳pn结光电二极管,研究其光电性能。合成的CdS:Ga纳米线为单晶结构,生长方向为[100],其吸收峰在520 nm。包裹ZnTe:Sb多晶壳层之后吸收峰发生红移,移动到580 nm,这显示核壳结构的形成使其对光的吸收范围变的更宽。由核壳pn结构建的光电二极管对638 nm(光功率2mWcm-2)的响应度和探测率分别是1.55×103 AW-1,8.7×1012 cmHz1/2W-1。相比同种材料或结构的响应度和探测率,CdS:Ga/ZnTe:Sb核壳纳米结构构筑的pn结在响应度和探测率上表现出更优异的性能。

关键词： 金属磁记忆检测技术   铁磁性材料   埋地管道   应力集中区域   磁矩  

摘要： 目前，石油天然气的主要运输方式是通过管道来实现，在石油工业中占有十分重要的地位。近年来，随着管道服役时间的增加，我国很多管道大部分已经接近最大使用年限，事故频发，为保证输油气管道的使用安全，需要对其进行检测维修。金属磁记忆技术在铁磁性材料的早期疲劳与损伤诊断具有巨大潜力，金属磁记忆检测设备可以检测铁磁性材料应力集中区域的位置。到目前为止，国内还没有这种非接触式磁力诊断技术设备，国外提供这种非接触式磁力诊断技术的费用非常高，并且对技术实施了封锁和垄断。 金属磁记忆技术可以检测地磁场作用下的铁磁性材料的应力集中区域，通过分析检测到的管道表面法向分量以及其梯度值可以确定管道的应力集中区域。本文研究了金属磁记忆检测技术产生的原因以及其检测机理。金属磁记忆检测技术可以应用处非接触式的铁磁性材料应力集中区域检测，为了分析其进行非接触式检测时的检测方法，对铁磁性材料的应力集中区域的磁场进行讨论，采用磁偶极子模型其进行分析。研究了磁偶极子的远场模型，并且进行了推导计算，得出磁偶极子远场模型的磁场分布公式。根据磁偶极子远场模型的磁场分布公式，对其进行了反演计算，反演计算的方法需要采用两点的磁感应强度进行计算，得出磁场的磁矩值。应用这种方法对铁磁性材料的埋地金属管道表面磁场进行分析，可以有效解决因提离高度不同所带来的对检测的影响。单探头的非接触式金属磁记忆检测方法会因为提离高度而对检测带来一定的影响。将铁磁性材料的应力集中区域磁场等效为磁铁，采用磁通门磁强计根据磁偶极子远场模型的反演计算方法，在不同距离上对其进行检测，通过计算得出磁场的磁矩值。当用不同高度的测量结果进行计算后，得到基本一致的磁矩值结果。 实验结果表明，磁偶极子远场模型的反演计算可以准确的计算出磁场的磁矩值。证明此分析方法可以应用于分析铁磁性材料应力集中区域的磁场，且应用于非接触式金属磁记忆检测方法中。

关键词： 脉冲激光沉积   PN结   多铁隧道结   复合势垒   遂穿   钙钛矿异质结  

摘要： 随着硅基半导体微电子器件的飞速发展,其特征尺寸越来越小,集成度越来越高,已经越来越逼近其物理极限,摩尔定律的维持越来越困难,开发新型的微电子器件迫在眉睫。钙钛矿氧化物材料由于具有丰富的物理性质和便于掺杂改性的独特晶体结构而引起了人们的注意,有望在新一代的微电子器件中得到广泛的应用。不同钙钛矿材料相互结合形成的种类丰富的钙钛矿异质界面,是各种钙钛矿器件具有优异性能的基础。本文研究了两种钙钛矿异质结构：全钙钛矿氧化物PN结和多铁隧道结。本文主要工作内容：使用脉冲激光沉积法制备Fe:SrTiO3/Nb:SrTiO3 PN结并测试其Ⅳ特性,研究其Ⅳ特性随着温度的变化,在相关计算的基础上给出了理论解释；脉冲激光沉积法制备La0.7Sr0.3Mn0.8Ru0.2O3/BaTiO3/La0.7Sr0.3MnO3多铁隧道结,并通过紫外光刻、离子束干法刻蚀等传统微加工方法加工出可测试样品点,研究其遂穿电致电阻(TER)以及遂穿磁致电阻(TMR)性能,并研究了使用SrTiO3/BaTiO3复合夹层势垒取代单一BaTiO3铁电势垒的多铁隧道结性能。主要结论如下：(1)在室温下,我们制备的Fe:SrTiO3/Nb:SrTiO3 PN结有很好的整流特性,随着温度的降低,PN结器件逐渐丧失了整流的能力。原因在于SrTiO3材料的介电常数随着温度以及所加电场的改变而改变,温度降低,其介电常数增大,使得PN结中耗尽层的厚度减小。在低温下,施加正向偏压时,扩散电流和复合电流被抑制,而由于耗尽层厚度的减小,电子更容易从Nb:SrTiO3中遂穿至Fe:SrTiO3能带中的缺陷能级中,从而导致其理想因子η随着温度的降低而增大。在负向偏压下,变薄的耗尽区使得Fe:SrTiO3价带中的电子直接遂穿到Nb:SrTiO3的导带中,与反向二极管中的结果类似。(2)优化脉冲激光沉积法制备磁性氧化物薄膜La0.7Sr0.3Mn0.8Ru0.2O3, La0.7Sr0.3MnO3的工艺条件。通过测试磁滞回线确定制备的La0.7Sr0.3Mn0.8Ru0.2O3, La0.7Sr0.3MnO3薄膜在10K时的矫顽场分别是600 Oe、60 Oe。,通过压电力显微镜对基于SrTiO3(001)单晶衬底外延的10层晶胞厚度的BaTiO3进行测试,结果表明,我们制备的BaTiO3具有很好的铁电性,并且通过导电探针翻转的畴结构可以保持至少10个小时。(3)加工并测试La0.7Sr0.3Mn0.8Ru0.2O3/BaTiO3/La0.7Sr0.3MnO3样品的四阻态性能,结果表明,隧穿电致电阻约为0.7%,隧穿磁电阻约为4.9%。,通过使用SrTiO3/BaTiO3复合势垒提升器件性能,获得区分明显且状态稳定的四种阻态,隧穿电致电阻增大为103%(←←,→→),128%(→←,←→),隧穿磁电阻增大为15%1↑30%↓,电致磁阻约100%,说明自旋电子的遂穿对于铁电势垒极化的方向非常敏感。

关键词： 二硫化钼   第一性原理方法   双轴应力   磁矩   磁各向异性  

摘要： 二维单原子层量子薄膜因为其优异的性质及其在自旋电子学器件中的潜在应用前景受到人们的广泛关注。单层二硫化钼由于其独特的物理结构和性质使得其成为未来纳米器件中的优选材料。单层的二硫化钼是具有1.9eV的直接带隙半导体,这使得它可以在常温下被成功制备成场效应晶体管。为了满足自旋电子学发展对特殊性能纳米材料的需求,我们需要对二维材料的电子结构和磁性进行调制,其中一种很有效的调制方法就是替代掺杂过渡金属元素。在自旋电子学中,磁各向异性(magnetic anisotropy energy,MAE)是最重要的一个性质。很多研究结果都证实对称性的减少和维度的减少可以产生相当可观的磁各向异性,大的磁各向异性有利于调制自旋输运和高密度的磁性存储。因此,本文采用第一性原理方法,系统研究和分析了应力对3d过渡金属替代掺杂单层二硫化钼的电子结构,磁性性质和磁各向异性的影响,我们取得了以下主要研究成果:我们系统研究了3d过渡金属掺杂的单层二硫化钼在不同应力下电子结构和磁性的变化。通过态密度、能带结构、自旋电荷密度等手段分析了双轴应力对过渡金属掺杂二硫化钼电子结构和磁性影响的原因。结果发现随着双轴应力的加大,铁掺杂二硫化钼系统的磁性会发生一个突变,而Cr和Mn掺杂系统的磁性不受应力影响。当应力从s=0%增加到s=4%时,Fe掺杂系统的磁矩由2μB增加到4μB,实现了从低自旋到高自旋的转变,形成了一个很好的自旋开关。随后随着应力的增大系统的磁矩保持不变。同时,铁和周围三个钼原子之间的耦合形态也发生了明显的变化。另外,我们系统分析了不同应力下系统的能带结构图,我们发现了一系列有趣的电子结构:在s=0%时,铁掺杂的二硫化钼系统是自旋极化半导体;s=3%,s=4%及s=6时,铁掺杂的二硫化钼系统分别是双极磁性半导体(BMS)、半半导体(HSM)及自旋无极化半导体(SGS)。这些结果都显示出基于二硫化钼的过渡金属掺杂在自旋电子学器件中良好的应用前景。由于维度的减少和对称性的打破,Fe-MoS2体系的磁各向异性也显示出其独特的特点。我们在上述工作的基础上,采用加自旋轨道耦合(SOC)的方法计算并详细分析应力对过渡金属铁掺杂单层二硫化钼的磁各向异性的影响。结果发现,应力能够在改变铁掺杂二硫化钼系统的磁矩的同时也改变了其磁各向异性的大小和易磁化轴的方向。应力作用使得易磁化轴的方向由垂直方向变成了水平方向,而且这个方向的转变和磁态的转变是一致的,都是在应力s=3%时候发生的。

关键词： 全息   张量场   黑洞   磁矩   强关联   空间分量   铁磁相变   对偶模型   交换相互作用   磁有序  

摘要： 磁性材料所表现出的磁力以及宏观的磁现象,在人类社会当中有着悠久的应用史。然而磁性材料中磁性的起源却是在最近一百年、伴随着量子力学的诞生以及关于材料的量子理论的建立和完善而逐步被人们所了解。在1928年第一个描述自发磁化的量子模型由德国物理学家海森伯首先提出后,各种基于交换相互作用描述自发磁有序的模型相继被提出。这些模型的共同特点是假设每个电子只与少量的电子发生关