一、ZnCdSe量子点的MOCVD生长及其演变（论文文献综述）
苑汇帛[1]（2020）在《GaAs基纳米线的MOCVD外延生长及特性表征》文中指出GaAs基纳米线材料在新一代光电子器件的研究及制备领域具有广泛的应用前景,近年来一直是国内外研究的热点。由于其高迁移率,高漂移速度等特性,可被应用于在红外探测器、场效应管、红外激光器、LED、太阳能电池、单光子源等多个领域。近几年对于GaAs基纳米线的研究重心,逐渐从“生长技术”向“器件工艺”偏移。然而,随着器件性能的提升,对于纳米材料质量的要求也随之提高。高质量的纳米结构,是实现高性能器件的前提。因此,研究纳米线的生长技术,控制材料的形貌特征,掌握材料的生长规律,显得尤为重要。目前,GaAs基纳米线材料的生长,还存在诸多技术难点。纳米线生长机制复杂,形貌难以控制,纳米线出现“扭折”、“倾倒”等现象,使得高质量纳米线结构的制备变得困难重重。本文从纳米线材料的外延生长角度出发,采用Au催化、选区无催化、选区催化剂三种方式,对GaAs基纳米线结构的制备条件进行研究。通过表征纳米线的分布、形貌特征、组分变化,探索其生长规律。具体研究内容及成果如下:1、利用Au催化方法,通过金属有机化学气相沉积技术制备了“柱状”GaAs纳米线结构。通过改变Au膜厚度、生长温度和Ⅴ族元素与Ⅲ族元素束流比（Ⅴ/Ⅲ比）,对样品的形貌及生长规律进行研究。采用GaAs（111）B衬底,纳米线沿垂直于衬底方向,即轴向方向生长。通过优化生长条件,制备出形貌规则,无“扭折”、“倾倒”现象的纳米线样品。随着生长温度的升高,纳米线轴向生长受到抑制,根部扩散半径减小,径向生长占据主导,导致纳米线形貌由“柱状”变为“锥状”。通过分析发现,纳米线的生长速率,随着Ⅴ/Ⅲ比的升高,呈现类抛物线趋势,该结论尚未见报道。2、以Au为催化剂,通过控制生长顺序及生长温度,制备了GaAs/InGaAs、GaAs/GaInP和GaAs/GaAsP结构的纳米线异质结,且异质结界面清晰可见。通过能谱分析,发现当制备GaAs/InGaAs轴向纳米线异质结时,In原子会优先通过衬底表面进入纳米线参与反应,导致InGaAs段材料出现在纳米线的底部,为InGaAs材料的生长顺序及制备工艺提供了解释和参考。3、采用选区无催化方法制备了GaAs基纳米线结构,样品呈现“六棱柱”形貌,在反应源束流比不变的情况下,纳米线的生长温度高于Au催化法约[150,200]℃,而生长速率则约为Au催化法的1/150。采用选区催化剂方法,制备了GaAs纳米线样品。纳米线分布可控,形貌规则,生长过程遵循气-液-固机制,生长速率大幅提高。通过对Au膜厚度的优化,解决了“一孔多线”的问题。
张留娟[2]（2019）在《基于量子调控的半导体微纳结构的衍射光谱的研究》文中研究指明近年来,随着晶体生长技术的发展,人们成功制备出了半导体量子阱材料。作为一种新的量子相干介质,很多有趣的量子相干和量子干涉效应逐步从原子系统扩展到半导体量子阱中。半导体量子阱与原子结构相比,具有离散可控的能级结构且易集成。由于其突出的固有优势,半导体量子阱结构成为量子信息处理领域的优良介质,在光电器件中得到了广泛的应用。本文主要研究了在级联型三能级和四能级半导体量子阱系统中,相干驻波场耦合情况下弱探测光的传播特性,详细考察了各个参数对衍射光谱的影响。具体研究内容如下:（1）首先介绍了半导体量子阱的研究背景和制备方法,简述了电磁诱导光栅的原理以及非线性光学的发展历程。（2）详细介绍了量子力学中常用的三种绘景、光场与原子相互作用的半经典理论以及电磁诱导透明等基本理论工具。（3）研究了驻波相干控制的三能级半导体量子阱中弱探测光的透射特性。基于量子相干理论和光衍射理论,可以得到探测光的衍射图样。通过考虑Kerr非线性效应对衍射图样的影响,研究表明可以通过选择合适的系统物理参数来控制衍射图样的分布,基于Kerr非线性效应可以提高中央条纹的亮度和入射光的透射效率。（4）研究了强耦合驻波电磁场与级联型四能级半导体量子阱的相互作用,发现可以把一个沿着垂直于驻波方向传播的弱探测场有效地衍射到高阶方向上,通过利用电磁诱导透明的吸收和色散特性,可以产生一个有效地将光衍射到一阶的诱导光栅。我们通过分析各个参数对非线性极化率的影响,适当的改变耦合场的强度和失谐以及探测场的失谐等参数,可以轻易地控制光栅的衍射效率,进而得到不同强度分布的衍射图样。总之,本文的研究发现克尔非线性在制备电磁诱导光栅和控制衍射效率中起着至关重要的作用。可控衍射光谱的研究在量子衍射光学元件的设计,光栅成像系统,精密测量等领域具有潜在的应用。
王颖[3]（2019）在《Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点和量子阱复合结构纳米材料光学特性研究》文中指出Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点和量子阱组合构成的复合结构低维材料具有更为灵活的能带结构调控能力和新颖的物理特性,己经被广泛应用于激光器、红外探测器、电光调制器、太阳能电池等光电子器件。深入研究半导体量子点和量子阱复合结构低维材料的光电特性及载流子动力学机制,对于提高纳米光电器件的性能和拓展其应用领域具有重要的意义。本论文围绕Ⅰ型能带结构InAs/GaAs量子点和I型能带结构InGaAs/GaAs量子阱的点加阱（QDW）耦合注入复合结构,II型能带结构GaSb量子点与GaAs基和InP基InGaAs/GaAs、GaAs/AlGaAs、InGaAs/InAlAs等几种I型能带结构量子阱组成的QDW和点在阱中（DWELL）复合结构,系统研究了复合结构的分子束外延生长条件和优化方法,利用多种测试手段对复合结构进行了形貌、组份和光学性能表征,深入分析阐述了复合结构的独特光学特性及载流子动力学等相关物理机制,所取得的创新性成果主要有:1.调控InP基InGaAs/InAlAs量子阱阱宽,实现了荧光波长范围覆盖光通信波段,通过研究量子阱界面效应为制备最佳量子阱异质结构提出了针对性的优化方案。对构建复合结构所需的GaAs基InAs/GaAs量子点、GaSb/GaAs量子点和InP基InGaAs/InAlAs量子阱的外延生长条件进行了实验优化。通过控制量子点的生长条件得到面密度合适、尺寸均匀的量子点。调控InP基InGaAs/InAlAs量子阱阱宽实现了荧光波长范围覆盖通信波段,实验测量结合理论模拟分析证实界面不完善对量子阱发光性能有显着影响,通过研究量子阱界面效应为制备最佳量子阱异质结构提出了针对性的优化要求。2.实验发现InAs/GaAs量子点和InGaAs/GaAs量子阱构成的QDW复合结构中存在特殊的载流子双共振隧穿机制。以InAs/GaAs量子点和InGaAs/GaAs量子阱构成QDW复合结构,量子阱承担载流子收集和储存层任务,将收集的载流子隧穿转移到QDs中,荧光谱测量和能级理论计算分析表明,复合结构中存在特殊的载流子双共振隧穿机制,即从量子阱的基态E0QW到QDs的第五激发态Es和从量子阱的第一激发态E1QW到量子点浸润层能级EWL。这种双共振隧穿引起了载流子的更快速转移和注入效率的提高,导致量子阱荧光寿命减小了一个量级,量子点荧光增强近3倍而载流子寿命却几乎没有改变。3.以Ⅱ型GaSb/GaAs量子点和I型InGaAs/GaAs量子阱构成人造Ⅱ型能带QDW复合结构,实验发现量子点浸润层（WL）对QDW内空穴的快速隧穿转移至关重要。以Ⅱ型GaSb/GaAs量子点加I型InGaAs/GaAs量子阱外延生长构成人造⒈型能带QDW复合结构,这种复合结构利用Ⅰ型量子阱直接带隙、吸收截面大的特点,可将其作为电子储存层和空穴注入层,使空穴通过隧穿或转移等方式注入到量子点中。实验发现WL具有快速转移QW空穴到量子点的能力,但是实验也证明复合结构中的WL可以表现出较强的激子局域化效应,在一定程度上削弱量子点的空穴俘获效率。因此提出构建高质量QDW复合结构必须优化GaSb量子点WL,抑制其激子局域化效应。4.提出了QDW和DWELL复合结构优化方案,获得了较Ⅰ型量子阱直接跃迁显着增强的Ⅱ型能带复合结构材料发光。对GaSb/AlGaAs量子点和GaAs/AlGaAs量子阱构成的QDW复合结构进行优化,通过增加量子点面密度和引入宽带隙AlGaAs势垒层等一系列改进措施,成功抑制WL对载流子的局域化,提高了空穴隧穿注入量子点效率,获得了较Ⅰ型量子阱直接跃迁显着增强的Ⅱ型量子点发光。在此基础上,还制备了AlGaAs势垒包围GaSb/GaAs量子点的DWELL复合结构,这种嵌入式复合结构所形成的特殊能带调控使载流子俘获更为直接有效,获得比QDW复合结构更强的Ⅱ型量子点发光。5.以InP基GaSb/InAlAs量子点和InGaAs/InAlAs量子阱构成的QDW复合结构,获得超过2μm的Ⅱ型量子点发光。组合InP基GaSb/InAlAs量子点和InGaAs/InAlAs量子阱外延生长获得QDW复合结构,通过调控QDW复合结构中量子点、量子阱和间隔层等相关参数,可以实现较大的带隙调节范围,当GaSb/InAlAs量子点和InGaAs/InAlAs量子阱的发光波长都调控到～1.5μm时,QDW复合结构发光波长可超过2μm。同时发现,QDW中Ⅱ型GaSb量子点发光强度均显着强于单层GaSb/InAlAs量子点或InGaAs/InAlAs量子阱。通过对以上几种半导体量子点和量子阱组成的QDW和DWELL复合结构的实验研究,证明与单一量子阱和单一量子点结构相比,复合结构的设计与制造拥有更多的选择,量子点尺寸、量子阱阱宽、各层材料组份、间隔层厚度和势垒层材料选择等,都可作为调控复合结构载流子布居、隧穿转移、辐射复合波长和寿命等光学特性的途径,用于改善或定制光电器件的性能。因此,半导体量子点和量子阱构成的复合结构是有效实行能带工程、改善和调控半导体低维量子结构材料物理特性、拓宽低维量子结构纳米材料应用领域的一种有效方案。
王冲[4]（2019）在《半导体薄膜材料电活性缺陷的谱学研究》文中进行了进一步梳理在实际生产和研究中所使用的半导体材料都并非理想结构,都含有缺陷。它们可能是外来原子（杂质）,也可能是本身晶体结构方面的缺陷。半导体材料在生产制备和器件加工的工艺过程中往往会引入很多深能级缺陷,这些缺陷成为载流子复合中心降低了载流子寿命,从而严重影响到器件的各种参数。对半导体材料中电活性缺陷的研究在对材料电学性能评价、提高器件工作性能、器件可靠性研究、失效分析等方面,有着非常重要的意义。对缺陷的研究也是多方面的,包括缺陷的来源、缺陷在器件中的位置、缺陷的类型、缺陷的电学性质（缺陷能级、对载流子的俘获截面）等。本文以InGaAs、AlN、c-Si、a-Si1-xRux四种材料体系为研究对象,采用磁控溅射、PECVD等成膜方法,并综合运用Raman、TEM、CV、DLTS等多种手段,对半导体薄膜材料中的电活性缺陷进行了深入研究,分为以下四部分:（1）DLTS研究结果表明,MBE外延的N型InGaAs材料在生长过程中就已经引入了深能级缺陷,缺陷能级位置在距离导带0.37eV-0.42eV范围内,该深能级缺陷类型为点缺陷,为InGaAs材料中的As反位缺陷;15分钟370℃的合成气体快速退火处理不仅明显降低了InGaAs材料的表面态密度,而且对InGaAs材料层内部一定深度的缺陷对电子的俘获截面明显降低,对器件起到了非常有效的钝化作用。（2）将AlN设计为MIS电容器结构中的绝缘层,采用DLTS方法重点研究了GaN功率器件中与AlN缓冲层相关的电活性缺陷。研究发现,在AlN薄膜的CVD沉积过程中,Al原子已经向衬底硅中扩散,而衬底硅中电活性缺陷与Al原子的扩散紧密相关,在P型硅衬底中靠近AlN/Si界面位置处的电活性缺陷能级ET=0.37eV,俘获截面σp=10-16cm2,缺陷浓度随深度成递减分布状态;退火处理后,Al原子向衬底硅中更深处扩散,电活性缺陷发生演变,深能级位置由0.372eV增加到0.421eV。AlN给硅衬底引入了Al-O配合物点缺陷,且在后续的退火处理中受温度作用有聚集趋势,点缺陷逐渐向扩展态缺陷发展。（3）在单晶硅太阳能电池的制备中,尝试寻求用氢等离子体刻蚀的方法来替代氢氟酸溶液处理,如果工艺适当（流速500sccm、刻蚀时间60s）可以使少子寿命达到τeff=2.5ms。研究发现,过快的氢气流速可能会造成刻蚀不充分,而太长的刻蚀时间会导致氢等离子体对表面氧化层的过刻,二者都可增加硅衬底表面处的缺陷,对制备高性能器件不利;氢等离子体刻蚀后在a-Si:H/c-Si界面处有一层厚度约1nm的SiO2氧化层残留,可以防止单晶硅与氢化非晶硅材料发生直接接触,从而在退火过程中避免出现单晶硅向氢化非晶硅层的外延生长;DLTS研究结果表明,氢等离子体除了在表面与Si-O发生反应通过刻蚀去除表面氧化层,还会引入一定程度的类型为与晶体结构中空位相关的点缺陷,这种刻蚀引入的缺陷深度可以深达1?m,而这些缺陷可以通过氢化非晶硅薄膜的钝化得到有效的降低或消除。（4）在制备态a-Si1-xRux薄膜中,金属钌Ru有不同的存在形式。当Ru少量掺杂时,Ru原子以替位原子的方式存在于非晶硅网络结构中;当Ru掺杂度较高时,超过固溶度的Ru原子从非晶硅网络结构中析出形成Ru2Si纳米晶颗粒。Ru原子的掺杂可以对a-Si1-xRux薄膜的微结构和电学性质起到调控作用,当少量掺杂（x=0.01）时,薄膜的电阻率明显下降,TCR可以维持在2%,同时薄膜的1/f噪声有所改善。退火处理可以提高a-Si1-xRux薄膜的结构有序度,使薄膜的1/f噪声进一步降低,使其具有潜在的红外探测器应用价值。
黄礼琳[5]（2017）在《金属材料微观缺陷结构演化的机理研究》文中提出近年来,对金属材料的研究,尤其是金属材料微观缺陷结构演化问题的研究,是引人注目的焦点。金属材料是人类社会进步的重要物质基础,它的发展,能显着提高社会生产力,改善人们的生活水平。随着时代的发展,人们对金属材料的性能的要求也越来越高。研究结果表明,金属材料的性能与其微观组织的结构关系十分密切,金属的微观结构尤其是其中的微观缺陷,对金属材料的性能有十分重要的影响。如果能够了解清楚金属材料微观缺陷对其性能的影响因素,就可以通过精确的控制材料的微结构以提高金属的性能。目前,人们通过两种方式研究材料的微观结构:一是实验观测,二是计算机模拟。由于实验观测要求的条件苛刻和成本的高昂,人们无法仅利用实验手段来在微纳观层次研究材料的微结构的演化特征,这时,计算机的模拟就显得尤为重要。随着计算机和计算技术的飞速发展,涌现出许多很实用的计算方法,例如,分子动力学方法、自动元胞机法、相场方法等,其中,晶体相场方法（Phase field crystal method）由于其特有的深刻的物理思想而成为最强有力的计算模拟方法之一。本文用晶体相场法研究了金属材料微观缺陷结构的演化对性能的影响,在如下几个方面做出了创新工作:（1）采用先进的晶体相场法,在扩散时间尺度和原子空间尺度内模拟了异质外延生长过程中缺陷的行为和特征,发现在一定条件下,外延层原子数与衬底倾角密切相关;（2）基于传统的密度泛函理论,提出带直接相关函数类型的无量纲自由能泛函模型,得到改进的PFC模型,用此改进的PFC模型,研究了不同预应变水平、不同原子列倾角的系统在单轴拉伸下纳米级裂纹萌生和扩展的演化过程;（3）用同上述改进了的PFC模型,观测并研究了在外加应变下,初始晶界预熔（GBPM）区域长大成更大面积的软化晶体相域（SCPD）,还观测到了位错的交互作用,包括位错对的增殖,位错对的旋转和它们的湮灭。还看到SCPD的形状随着外加应变的增加而改变。经过系统的研究和探索,取得的主要结果和结论如下:（1）对一定衬底上异质外延过程的界面形貌演化的研究发现,对于不同错配度的系统,演化过程中,错配度越小,模拟演化期间的自由能越大,最终的自由能也越大。在衬底为平面时,随着倾角的增加（由2°增加至5°）,至模拟结束,系统自由能也增加,而外延层原子数则增加。如果我们想要外延层有较多的原子时,可以适当增加衬底的倾角。在衬底曲率半径为凸界面时,随着倾角的增加（由2。增加至5。）,至模拟末期,系统自由能由大变小,而外延层原子数则减少。如果我们想要外延层有较多的原子时,可以适当减小衬底的倾角。（2）采用晶体相场法研究不同初始条件,y轴施加单向拉伸时微裂纹的扩展行为,发现:样品大都在应变量达到0.138时开始起裂,不同初始条件导致起裂的应变量稍有不同。沿x轴预拉伸的样品,呈扩展-钝化-扩展的长大特征,沿y轴预拉伸的样品,后期都出现较长的解理裂纹扩展。各种情况下,应力-应变曲线先都增加,在拉伸应变量达到0.138以后裂纹扩展,对应的曲线达到峰值,随后曲线下降,直至模拟末期,整个应力-应变曲线图呈一凸形峰。本文的应力-应变曲线变化规律与实验的曲线规律相符。（3）对预熔晶界位错的组态及演化的研究发现:对于不靠近固-液共存温度的高温预熔化样品,施加外应变,晶界处的晶格位错发生滑移运动,具有相反Burgers矢量的位错的亚晶界相向运动,最后发生亚晶界相遇湮没,双晶转变为完整单晶。对于靠近固-液共存温度的高温预熔化样品,在应变下生成的亚晶界相向运动,当靠近到一定距离时,形成位错对偶极子,偶极子的2个位错预熔化区域开始扩张、连通、合并,形成近似棒状区域.这一过程发生了不同类型的位错相互作用,出现了位错对萌生、形核和增殖,位错对的滑移和湮没,由此引起了位错的Burgers矢量方向的改变和位错类型交换。然后发生亚晶界结构出现二次转换,即亚晶界位错矢量方向发生改变,随后出现亚晶界反向往回运动,最后与另一列返回的亚晶界相向靠近,相互作用,引起位错分解,转变成“之”字形的亚晶界,然后湮没消失.整个亚晶界迁移过程随之结束。（4）对高温应变下位错组态和位错的增殖和湮灭过程的演变进行研究发现:局部晶界预熔（GBPM）发生在温度接近固液共存点,应变下软化晶体相域（SCPD）容易增殖,位错通过滑移也容易旋转和湮灭。SCPDs在应变增加时连接和互相融合,但它们并不湮灭或消失。在两SCPDs之间相互作用的本质是SCPD内原子阵列层（AAL）的相对滑动,这使得施加应变诱导位错组态变化和位错产生和湮灭。在SCPD内位错组态的演化和在高温塑性变形下位错由周期动态回复（CDRV）控制的微观机制可以很好的由改进的KM模型揭示。
雷沛[6]（2016）在《氧化钇薄膜反应溅射法生长、性能及红外光学应用研究》文中认为随着航空航天技术跨入超高音速阶段,红外窗口和头罩元件经受着气动热/力等极端使役环境,使得窗口元件的增透保护显得尤为重要,因此研制与红外窗口匹配的红外增透保护材料尤为迫切。稀土氧化物是一类十分重要且复杂的氧化物族系,拥有着丰富的物理和化学性能,因此广泛地活跃于科技和工业界,引起了学者的广泛兴趣,开展了大量的探索性研究工作。稀土氧化物涵盖镧系氧化物,原子序数Z从57到71,以及钪（Z=21）和钇（Z=39）氧化物,这是由于它们具有相似的外层电子结构。稀土氧化物表现出一致的共性以及个体性（来源于内层4f轨道电子的差异）。基于氧化钇优异的高温稳定物性、抗失稳强度以及与红外材料匹配等优点,它已成为红外窗口和整流罩增透保护的优选薄膜材料,唤起了氧化钇薄膜材料的基础研究和红外应用研究的热潮。二维薄膜材料因其在厚度与其他方向存在巨大差异,所以呈现出不同于块体材料的奇异结构与物性。薄膜材料的性能由两种因素决定:一是材料自身属性;二是材料制备方法和工艺条件。反应磁控溅射法因其具有较高的沉积速率、优质的成膜质量、设备简单并易扩展等优点,成为薄膜生长与研究领域不可或缺的技术手段之一。本文选取物理气相沉积技术-反应磁控溅射法为手段,实现氧化钇薄膜的制备、表征及物化性能研究,最后开展了氧化钇红外增透保护薄膜应用研究。本论文可分为以下几个部分:首先,测试并获得金属钇靶显着的反应滞后回线,通过控制不同氩气分压和抽气速率来调控反应滞后回线。较之氩气压强,在500 l/s高抽气速率下消除了反应滞后回线,获得了金属-过渡-中毒三种稳定溅射模式。理论研究结果表明,高抽气速率可显着减缓靶表面氧化物的生成速率,消除了滞后现象。其次,基于直流磁控溅射法（DCMS）,研究了溅射模式以及衬底不同区域对于薄膜生长的影响规律。结果表明,氧化钇薄膜的沉积速率依赖于靶表面不同的溅射模式以及其溅射产额。在金属溅射模式下薄膜的优先生长取向为立方（111）晶面,然而在靶中毒模式下,薄膜以立方（421）为择优晶面。在过渡模式下,出现了立方和单斜两相混合态。局域输氧法使得衬底中心区域为立方（111）优先生长晶面,边缘区域以单斜（40-2）晶面占主导。排除了等离子体不均匀性对薄膜晶相的影响并明确了低氧分压是产生单斜相的原因。利用射频磁控溅射法（RFMS）,研究了氧气流量、温度和偏压对于薄膜的协同影响规律。与直流磁控溅射不同,射频磁控溅射的滞后现象并不明显。逐渐增加氧气分压使得薄膜晶体结构由立方（111）择优取向转变为非晶态。无论衬底温度如何,负偏压使得薄膜生长存在正常沉积区和刻蚀区。在氧气分压一定时,高温和低偏压有利于立方相的生长,低温和高偏压有利于单斜相的生长,这两种技术途径调控薄膜的缺陷产生和愈合过程。低氧分压和偏压使得薄膜面外方向O/Y/O周期排列缺失氧原子层而转变为O/Y周期性排列,导致了立方相向单斜相的转变,并伴随着结晶度的劣化。在金属模式下,薄膜为柱状晶,然而在中毒模式下柱状特征消失。柱状晶的生长不依赖于薄膜的晶相而是依赖于薄膜的结晶度。薄膜的表面粗糙度不仅依赖于溅射模式,还由偏压决定。在金属模式下薄膜具有较大粗糙度,然而中毒模式下薄膜表面平滑;在正常薄膜沉积区域,粗糙度具有较大值,然而,刻蚀区薄膜具有较小的粗糙度归因于氩离子的刻蚀作用。而后,研究了薄膜的光、力、电及润湿性能。光学性能与薄膜的结晶度和晶相紧密联系在一起。金属模式下,薄膜具有较高的折射率,中毒模式反之。温度对于折射率的增强作用表现于立方结晶度的提高,而偏压则为结晶度和立方-单斜相转化的双重增强作用。薄膜的致密度与与折射率有着相类似的规律,空隙率反之。金属模式下,薄膜具有较高的硬度、模量和弹塑比,中毒态劣化了力学性能。温度与偏压都可提高薄膜的力学性能。优异的力学性能来源于薄膜面外方向结晶度的提高,较少的缺陷滑移源强化了力学性能。薄膜表面的成分和微观结构是决定薄膜表面润湿性的两种因素。对于物理气相沉积法制备的薄膜而言,蒸馏水和乙二醇的接触角与粗糙度关系不大,而与表面成分相关。缺氧态表面的润湿性较小,这是因为缺氧态的表面更容易与（OH）相连。温度和负偏压的升高对于薄膜介电常数提高具有积极作用,与负偏压相比温度增加的幅度更大,这是由于立方相与单斜相相比具有较小的缺陷。最后,侧重于研究氧化钇薄膜红外窗口的增透/保护性能。理论和实验结果表明硫化锌双面镀氧化钇薄膜的透过率高达93%。XPS剖面结果显示偏压有助于减小界面吸附氧比例从而强化了界面结合。具有低发射率的氧化钇薄膜可有效抑制高温下硫化锌和蓝宝石窗口的发射率。
芮洲[7]（2014）在《ZnO纳米线阵列的制备及其光电化学性能研究》文中研究指明ZnO具有优异的光电、力学和热学性质，可广泛应用于太阳能电池、光催化降解有机物、透明晶体管和紫外发光以及探测器件上。而利用半导体光催化技术，在光照的条件下降解水中的有机污染物，已成为人类解决环境污染的有效途径。纳米ZnO成本低廉，形貌表现多样，吸附性能良好，具有较大的激子束缚能和较高的电子迁移率，制备过程中极易形成纳米线，是一种适合的、能够有效降解有机污染物的半导体光催化剂。但其本身在实际应用中还存在一些问题。对纳米ZnO进行改性，提高其量子效率，抑制载流子在的复合，扩展其光响应范围，增强其在可见甚至红外波段的吸收利用，这是提高纳米ZnO光电化学性能的主要途径，也是该领域的主要研究热点。本文通过电化学沉积的方法，沉积制备了ZnO纳米线结构。以SEM和XRD等表征手段，研究了电解液中杂质离子对纳米ZnO形貌的影响及其作用机理；尝试通过硫化和包覆的方法，对ZnO纳米线进行改性，并通过降解甲基橙试剂为表征，研究了ZnO的光电催化性能。首先用电化学沉积的方法，制备ZnO纳米线阵列。在电解液中加入不同浓度的Pb2+离子，表征结果证明，在纳米ZnO的制备过程中，电解液中痕量（10-6）的Pb2+不仅可以有效改善其取向，同时可以大量增加ZnO纳米线的密度，同时只会产生很少的缺陷；当Pb2+含量继续增多时，会在纳米ZnO中引入较多的杂质离子和缺陷，对其性能产生较大的影响；在电解液中加入15%浓度的Li+，由此制备的纳米ZnO出现大面积倒伏，且棒体粗细不均且表面遍布缺陷及绒状附着物；在电解液中分别加入不同浓度的Mg2+，由此制备出的ZnO纳米线形成花瓣状团簇，且花瓣中心呈二维的周期性排布。这种趋势随着Mg2+浓度的增加越来越明显。为了研究硫化对ZnO纳米线光催化性能的影响，将制备好的纯纳米ZnO在60°C的Na2S水溶液中，恒温反应0.5/1/2/3/5/10h，对硫化后ZnO纳米线的SEM和XRD图谱显示，硫化过程在ZnO纳米线上溶解产生了细纹和龟裂，随着硫化时间的增加，ZnO纳米线甚至发生断裂，暴露出新的晶面。分别以不同硫化时间的ZnO纳米线为催化剂，在氙灯的照射下（用以模拟自然光照条件），催化降解甲基橙溶液。结果证明，硫化后纳米ZnO的催化降解速率有所提升；在一定时间范围内，硫化时间越长，光催化性能越好。以制备出的ZnO纳米线为阴极，在其表面沉积Mg（OH）2；通过逐次化学浴法，在纯ZnO纳米线表面包覆PbS。通过XRD和SEM谱图，对制得的样品分别进行表征和分析。降解实验证明，沉积Mg（OH）2后，纳米ZnO的光催化性能有微弱提高；包覆PbS可以明显提高纳米ZnO的光催化性能，包覆次数越多，对其光催化性能的提高越明显。
阮永丰,李岚[8]（2012）在《纳米氧化锌电致发光的研究进展》文中研究指明本文就当前纳米ZnO的电致发光研究进展作出综述,评论的重点在于ZnO缺陷态的无p-n结结构的电致发光,部分工作也涉及到激子态发光。文中所列研究结果和数据,除注明外均为本组工作,其中某些是首次报告。
李小青[9]（2012）在《锗、硅量子点掺杂二氧化钛复合纳米薄膜材料制备及其表征》文中进行了进一步梳理二氧化钛（TiO2）作为一种无毒、化学性质稳定、廉价的半导体,逐步成为太阳能电池材料研究的热点。但是TiO2禁带宽度较大（Eg = 3.0-3.2 eV）,只能吸收占太阳光谱大约4%的紫外辐射,同时,光生电子和空穴复合几率较高,导致TiO2的光生载流子利用效率较低。为了解决这一问题,本文采用锗（Ge）、硅（Si）量子点对TiO2纳米薄膜进行掺杂改性,缩小了它的带隙,显着增加其对太阳光的吸收和利用,有望在新一代太阳能电池中得到应用。本文采用离子束溅射法制备了Ge和Si单量子点和双量子点掺杂的TiO2薄膜,并使用离子注入技术制备了Si量子点掺杂TiO2薄膜。采用SEM、TEM、XRD、XPS及UV-vis等分析测试方法对掺杂薄膜进行了表征。TEM结果表明,采用离子束溅射方法制备的Ge、Si单一掺杂以及Ge、Si共掺杂TiO2纳米薄膜中,Ge、Si以量子点形式存在于非晶态TiO2薄膜中,Ge、Si量子点分布密度高,且尺寸均一。XRD结果表明TiO2薄膜600℃退火下结晶性最好,随着Ge掺杂量的增加,Ge量子点掺杂的TiO2薄膜中的Ge晶体结晶性越来越好;XPS研究了量子点掺杂的TiO2纳米复合薄膜表面化学态及价键状态,结果表明Ge、Si以单质形式存在于非晶态的TiO2薄膜中。通过AFM观察了掺杂薄膜中锗量子点的形成过程,证明量子点以S-K模式生长。离子束溅射法制备的Ge、Si单量子点掺杂以及Ge、Si双量子点共掺杂TiO2纳米复合薄膜较纯TiO2薄膜紫外可见收性能有着很大的提高,吸收边明显红移,其中双量子点掺杂TiO2薄膜的禁带宽度减小到1.31 eV。采用硅离子注入的方法同样获得了Si量子点掺杂的二氧化钛薄膜,其紫外可见吸收优于未掺杂TiO2薄膜,吸收边明显红移,禁带宽度降至1.89 eV。本研究丰富了TiO2薄膜的掺杂改性研究,为今后太阳能TiO2薄膜电池研究提供了有价值的参考。
贾博雍[10]（2010）在《零维半导体材料的电子结构研究》文中进行了进一步梳理纳米半导体材料,尤其是电子和空穴在三个空间方向上均为运动受限的零维量子点和量子环,其电子和光学特性与体材料有着很大的差别,这使得基于量子点和量子环的光电子器件,在近几十年来成为人们持续关注的焦点。关于零维量子点和量子环的研究,始终是凝聚态物理和光电子领域的前沿课题。本论文依托课题组承担的国家高技术研究发展计划（批准号：2009AA032405）、国家自然科学基金（批准号：60644004）、国家自然科学基金（批准号：60908028）和国家自然科学基金（批准号：60971068）,紧密围绕量子点和量子环的电子结构这一问题展开,对不同形状、不同材料的量子点和量子环的电子结构进行了理论计算,取得的主要成果如下：1.在零维半导体材料的多带k·p微扰理论的平面波展开法框架内,应用傅立叶变换方法计算哈密顿量矩阵元；说明了其可以克服传统的解析积分求解矩阵元,会受到量子点或量子环几何结构的限制这一缺点；并且给出了傅立叶变换计算矩阵元的详细推导过程。2.对于InAs/GaAs量子环,分别应用解析积分和傅立叶变换计算求解了四带k·p哈密顿量矩阵元,由此计算了价带的空穴能级随量子环的内半径、外半径、宽度、高度等几何尺寸的变化。解析积分和傅立叶变换得到的结果符合得很好,从而证明了后者在处理k·p哈密顿量矩阵元时的正确性。另外,通过采用四带、六带和八带k·p理论对InAs/GaAs量子环的价带结构进行分析,得到了自旋—轨道耦合和导带对空穴能级的显着影响。本部分结果对于研究InAs/GaAs量子环的光电子器件的带间跃迁具有指导意义。3.对于不规则形状的新型零维结构：GaAs/AlGaAs同心双量子环,采用傅立叶变换方法分析了电子的能级与量子环演化过程的关系。结果表明,从GaAs单量子环到双量子环的演化过程中,电子能级的变化并不呈现出单调性。此外,如果在垂直于双量子环平面的方向上引入均匀磁场,则电子基态能级在磁场下的移动比空穴基态能级更为明显。这对研究GaAs/AlGaAs同心双量子环电子一空穴的复合发光提供了理论前提。4.采用有限元方法,计算了第二类能带对准型的异质结构：GaSb/GaAs大失配量子环的应变分布和空穴束缚态。计算发现重空穴的和轻空穴的能量差别很大,这是由于较大的双轴应变造成的。通过比较截顶金字塔形状的GaSb/GaAs和InAs/GaAs量子点的应变能,说明了GaSb/GaAs量子环完全中空结构的形成原因,是需要释放更多的已经积累的应变能,这对实验上研究GaSb/GaAs量子点或量子环的生长有所帮助。5.采用有限元方法,对于InAs/GaAs量子环分子和量子点分子,分别计算了其电子结构受到纵向和横向电场的影响。结果表明,电场可以有效地调节电子波函数在不同量子环或量子点当中的分布。特别地,对于非垂直对准的InAs/GaAs量子点分子,其能级与横向电场的关系曲线不再具有对称性,这为判断量子点分子的非垂直对准提供了理论方法。6.采用有限元方法,分析了GaAs/AlGaAs二维量子环当中不同角动量l对应的最低的电子能级随量子环几何参数的变化,并且考虑了磁场和量子环中心施主杂质的影响。结果表明,磁场会显着改变电子能级与几何参数的关系,尤其是能级与量子环平均半径的关系。此外,磁场使得角动量l取负值时对应的能级曲线不再是随磁场单调上升或下降的,并且改变不同角动量对应的能级的排列关系。这为进一步研究磁场中量子环器件的应用提供了指导。
二、ZnCdSe量子点的MOCVD生长及其演变（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、ZnCdSe量子点的MOCVD生长及其演变（论文提纲范文）
（1）GaAs基纳米线的MOCVD外延生长及特性表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 GaAs基纳米线的国内外研究现状 |
| 1.2.1 GaAs基纳米线的国内研究现状 |
| 1.2.2 GaAs基纳米线的国外研究现状 |
| 1.2.3 GaAs基纳米线的应用 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 第2章 纳米线材料基本特性与制备方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 量子尺寸效应 |
| 2.3 量子隧道效应 |
| 2.4 量子干涉效应 |
| 2.5 库伦阻塞效应 |
| 2.6 表面效应 |
| 2.7 纳米线结构概念 |
| 2.8 纳米线结构的合成机制 |
| 2.8.1 自上而下合成纳米线结构 |
| 2.8.2 自下而上合成纳米线结构 |
| 2.9 纳米线的制备与表征技术 |
| 2.9.1 磁控溅射 |
| 2.9.2 激光干涉光刻 |
| 2.9.3 金属有机化学气相沉积 |
| 2.9.4 扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM） |
| 2.9.5 能谱仪 |
| 2.9.6 光致发光 |
| 2.10 本章小结 |
| 第3章 VLS机制下的GaAs纳米线的制备与表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Au催化法制备GaAs纳米线 |
| 3.2.1 Au膜厚度对合金颗粒的影响 |
| 3.2.3 Au膜厚度对纳米线的影响 |
| 3.2.4 生长温度对纳米线的影响 |
| 3.2.5 Ⅴ/Ⅲ比对纳米线的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 GaAs基纳米线异质结的制备与表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 GaAs/InGaAs纳米线异质结的生长与测试 |
| 4.2.1 Au催化方法制备GaAs/InGaAs轴向纳米线异质结 |
| 4.2.2 Au催化方法制备GaAs/InGaAs径向纳米线异质结 |
| 4.2.3 Au催化法制备GaAs/InGaAs纳米线复合结构 |
| 4.3 GaAs/GaInP纳米线异质结的生长与测试 |
| 4.4 GaAs/GaAsP纳米线异质结的生长与测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 GaAs纳米线的选区生长 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 GaAs（111）B图形衬底的制备 |
| 5.3 GaAs纳米线的无催化制备 |
| 5.4 选区催化剂法的合金颗粒制备 |
| 5.5 GaAs纳米线的选区催化生长 |
| 5.6 “细丝”状纳米线结构的成因分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论及创新点 |
| 6.1.1 结论 |
| 6.1.2 创新点 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（2）基于量子调控的半导体微纳结构的衍射光谱的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 半导体量子阱的研究概况 |
| 1.3 电磁诱导光栅(EIG)的原理 |
| 1.4 非线性光学的概念及发展历程 |
| 1.5 论文的结构和主要内容 |
| 第二章 理论基础及工具 |
| 2.1 量子力学中的三种绘景 |
| 2.2 场与原子的相互作用 |
| 2.2.1 单模光场与二能级原子的相互作用 |
| 2.2.2 偶极近似和旋波近似 |
| 2.2.3 概率幅描述和密度矩阵描述 |
| 2.3 电磁诱导透明(EIT) |
| 2.3.1 模型和哈密顿量 |
| 2.3.2 密度矩阵方程及求解 |
| 第三章 基于量子干涉的半导体量子阱可控衍射图样 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型及其演变 |
| 3.3 关于衍射光谱的分析 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 四能级半导体量子阱衍射光谱的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型及其演变 |
| 4.3 关于衍射光谱的分析 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 总结 |
| 5.1 主要工作回顾 |
| 5.2 本文研究内容的改进和展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点和量子阱复合结构纳米材料光学特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 低维半导体材料 |
| 1.2 Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点 |
| 1.3 Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点和量子阱的复合结构 |
| 1.3.1 QDW复合结构 |
| 1.3.2 DWELL复合结构 |
| 1.3.3 复合结构应用现状及存在的问题 |
| 1.4 本论文的研究工作 |
| 参考文献 |
| 2 Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米材料的特性、制备与表征 |
| 2.1 Ⅲ-Ⅴ族半导体量子阱和量子点结构的特性 |
| 2.1.1 半导体量子阱特性 |
| 2.1.2 半导体量子点特性 |
| 2.2 Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米材料的制备技术 |
| 2.2.1 分子束外延(MBE)技术 |
| 2.2.2 自组织半导体量子点的生长 |
| 2.2.3 半导体量子阱的生长 |
| 2.3 原子力扫描显微镜(AFM) |
| 2.4 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.5 X射线衍射(XRD) |
| 2.6 光致发光测试系统 |
| 2.6.1 光致发光原理 |
| 2.6.2 光致发光技术 |
| 2.6.3 光致发光实验装置 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 3 量子点和量子阱的制备与优化 |
| 3.1 InAs/GaAs量子点的制备与优化 |
| 3.1.1 GaAs覆盖层厚度对双模自组织InAs QD的影响 |
| 3.1.2 InAs QD生长速率对量子点面密度的影响研究 |
| 3.2 GaSb/GaAs量子点的制备与优化 |
| 3.2.1 GaSb量子点随生长速率的变化 |
| 3.2.2 GaSb量子点随淀积层厚度的变化 |
| 3.3 InP基InGaAs/InAlAs量子阱的制备与优化 |
| 3.3.1 不同阱宽InGaAs/InAlAs量子阱的制备与发光波长调控 |
| 3.3.2 InGaAs/InAlAs量子阱的激子局域化 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 4 InAs/InGaAs量子点/量子阱复合结构 |
| 4.1 样品制备和形貌结构分析 |
| 4.2 低温低激发PL测量 |
| 4.3 变激发功率PL谱 |
| 4.4 PLE谱 |
| 4.5 变温度PL谱 |
| 4.6 TRPL谱 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 5 GaSb/(In)GaAs量子点/量子阱复合结构 |
| 5.1 GaSb/GaAs量子点和InGaAs/GaAs量子阱QDW复合结构 |
| 5.1.1 QDW样品制备和形貌 |
| 5.1.2 低温低激发功率密度PL谱 |
| 5.1.3 变激发功率PL谱 |
| 5.1.4 变温度PL谱 |
| 5.1.5 PLE谱 |
| 5.1.6 TRPL谱 |
| 5.1.7 本节小结 |
| 5.2 GaSb/AlGaAs量子点和GaAs/AlGaAs量子阱QDW复合结构 |
| 5.2.1 GaSb/AlGaAs量子点的制备和光学特性 |
| 5.2.2 QDW复合结构的制备和光学特性 |
| 5.2.3 本节小结 |
| 5.3 GaSb量子点嵌入GaAs/AlGaAs量子阱的DWELL结构 |
| 5.3.1 样品制备与结构 |
| 5.3.2 变激发功率密度PL谱 |
| 5.3.3 TRPL谱和PLE谱测试 |
| 5.3.4 本节小结 |
| 5.4 InP基GaSb/InAlAs量子点和InGaAs/InAlAs量子阱复合结构 |
| 5.4.1 GaSb/InAlAs量子点的制备和光学性质 |
| 5.4.2 GaSb/InAlAs量子点和InGaAs/InAlAs量子阱复合结构 |
| 5.4.3 本节小结 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）半导体薄膜材料电活性缺陷的谱学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 半导体材料及其缺陷概述 |
| 1.1.1 半导体材料发展简史 |
| 1.1.2 典型半导体材料的器件应用 |
| 1.2 典型半导体器件制备工艺及其可靠性评价 |
| 1.2.1 基本制备工艺 |
| 1.2.2 可靠性检测 |
| 1.3 半导体材料电活性缺陷的研究概况及存在问题 |
| 1.3.1 InGaAs材料体系器件应用及其缺陷研究 |
| 1.3.2 GaN器件中AlN生长工艺及其缺陷研究 |
| 1.3.3 硅基光伏太阳能电池及其电活性缺陷研究 |
| 1.3.4 存在问题与解决思路 |
| 1.4 本论文主要工作 |
| 1.4.1 选题意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.4.3 文章结构安排 |
| 第二章 半导体物理基础及其电活性缺陷表征方法 |
| 2.1 半导体物理基础 |
| 2.1.1 半导体材料种类 |
| 2.1.2 掺杂 |
| 2.1.3 缺陷 |
| 2.2 半导体材料电学测试方法 |
| 2.2.1 电容-电压C-V特性测试 |
| 2.2.3 噪声测试 |
| 2.2.4 霍尔测试 |
| 2.3 深能级瞬态谱DLTS测试原理及其应用 |
| 2.3.1 深能级缺陷 |
| 2.3.2 DLTS原理 |
| 2.3.3 DLTS测试方法与应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 铟镓砷薄膜材料电活性缺陷研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 制备态铟镓砷MOS器件缺陷研究 |
| 3.2.1 研究背景 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.2.3 结果分析 |
| 3.3 退火处理对铟镓砷MOS器件缺陷的影响 |
| 3.3.1 研究背景 |
| 3.3.2 实验过程 |
| 3.3.3 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 氮化镓功率器件中氮化铝缓冲层的电活性缺陷研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 氮化铝MIS器件结构 |
| 4.3 硅衬底掺杂浓度对氮化铝MIS器件深能级缺陷的影响 |
| 4.3.1 研究背景 |
| 4.3.2 实验过程 |
| 4.3.3 结果分析 |
| 4.4 退火处理对氮化铝MIS器件深能级缺陷的影响 |
| 4.4.1 研究背景 |
| 4.4.2 实验过程 |
| 4.4.3 结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 氢等离子体刻蚀对硅衬底表面电活性缺陷的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 肖特基二极管结构及其制备 |
| 5.3 氢等离子体刻蚀对硅衬底表面缺陷的影响 |
| 5.3.1 研究背景 |
| 5.3.2 实验过程 |
| 5.3.3 结果分析 |
| 5.4 氢化非晶硅薄膜的钝化作用研究 |
| 5.4.1 研究背景 |
| 5.4.2 实验过程 |
| 5.4.3 结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 非晶硅钌薄膜材料中微结构与电学性能的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 非晶硅钌薄膜制备 |
| 6.3 钌掺杂浓度对非晶硅钌薄膜微结构及导电性的影响 |
| 6.3.1 研究背景 |
| 6.3.2 实验过程 |
| 6.3.3 结果分析 |
| 6.4 钌掺杂浓度对非晶硅钌薄膜1/f噪声的影响 |
| 6.4.1 研究背景 |
| 6.4.2 实验过程 |
| 6.4.3 结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（5）金属材料微观缺陷结构演化的机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 材料微观缺陷的分类和计算方法 |
| 1.2.1 材料微观缺陷的结构 |
| 1.2.2 材料微结构的观察工具 |
| 1.2.3 材料微结构的计算方法 |
| 1.3 材料微观缺陷的研究现状 |
| 1.3.1 异质外延生长的研究现状 |
| 1.3.2 裂纹扩展的研究现状 |
| 1.4 本课题的研究意义和研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 问题的提出和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 理论模型与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 传统相场法介绍 |
| 2.2.1 理论基础 |
| 2.2.2 扩散界面模型 |
| 2.2.3 场变量的选取 |
| 2.2.4 自由能函数的构建 |
| 2.3 晶体相场模型 |
| 2.3.1 无量纲纯物质自由能函数的构建 |
| 2.3.2 单模近似解的结构 |
| 2.3.3 单模近似下的相图 |
| 2.3.4 改进的PFC模型 |
| 2.3.5 动力学方程 |
| 2.3.6 数值求解与可视化 |
| 2.4 应力施加过程 |
| 2.4.1 单向拉伸 |
| 2.4.2 等体积拉伸 |
| 2.5 弹性力学相关理论 |
| 2.5.1 平衡微分方程 |
| 2.5.2 应变与位移的关系 |
| 2.5.3 应力与应变的关系 |
| 2.6 直刃型位错的应力场 |
| 2.6.1 应力场模型 |
| 2.6.2 应力场的数学表达式 |
| 2.7 本章小结 |
| 附录1. 相关函数C_2(r)的简单PFC模型 |
| 参考文献 |
| 第三章 异质外延生长的形貌与能量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 异质外延的晶体相场模型 |
| 3.2.1 晶体相场模型 |
| 3.2.2 计算方法 |
| 3.3 模拟结果与分析 |
| 3.3.1 平面外延生长模拟结果与分析 |
| 3.3.2 凸面外延生长模拟结果与分析 |
| 3.3.3 凹面外延生长模拟结果与分析 |
| 3.3.4 分析与讨论—不同曲率表面生长规律(曲率半径的影响) |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 金属材料中纳米级裂纹扩展 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微裂纹扩展的晶体相场法模拟 |
| 4.2.1 改进的PFC模型和动力学方程 |
| 4.2.2 模拟样品准备 |
| 4.2.3 外加应变与位移场 |
| 4.3 模拟结果与分析 |
| 4.3.1 预拉伸变形下的单轴拉伸 |
| 4.3.2 预剪切变形下的单轴拉伸 |
| 4.3.3 不同晶向倾角无预变形下单轴拉伸的裂纹扩展 |
| 4.3.4 不同晶向倾角预拉伸变形下单轴拉伸的裂纹扩展 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 高温应变预熔晶界位错的组态演化及机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 预熔的晶体相相场模型 |
| 5.3 样品制备和应变施加 |
| 5.3.1 模拟实验的样品设计 |
| 5.3.2 应变的施加 |
| 5.4 模拟结果与分析 |
| 5.4.1 预熔化样品的晶界位错结构 |
| 5.4.2 高温样品A的亚晶界迁移与湮没过程 |
| 5.4.3 高温样品B1的亚晶界迁移与湮没过程 |
| 5.4.4 位错矢量方向改变与原子密度分布变化的关联 |
| 5.4.5 位错对偶极子的旋转机理分析 |
| 5.4.6 高温样品B2的亚晶界迁移与湮没过程 |
| 5.4.7 位错矢量方向改变与原子密度分布变化的关联 |
| 5.4.8 位错对偶极子的旋转机理分析 |
| 5.5 结论 |
| 参考文献 |
| 第六章 材料回复过程中位错构型演化与机理研究 |
| 6.1. 前言 |
| 6.2. 模型和模拟技术 |
| 6.2.1. PFC模型与方程 |
| 6.2.2. 模拟样品 |
| 6.2.3. 施加应变 |
| 6.3. 模拟结果和讨论 |
| 6.3.1. 样品C的GBPM结构 |
| 6.3.2. 晶界位错的结构 |
| 6.3.3. 施加应变下SCPD的形貌 |
| 6.3.4. 在SCPD内位错构型演化 |
| 6.3.5. SCPD内的滑移系统和位错反应 |
| 6.3.6. 动态恢复 |
| 6.4. 结论 |
| 附录2.计算在r=-0.10时的温度T |
| 参考文献 |
| 第七章 结论 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及参与的科研活动 |
（6）氧化钇薄膜反应溅射法生长、性能及红外光学应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 薄膜制备方法 |
| 1.2.1 几种常见的氧化钇薄膜制备方法 |
| 1.2.2 磁控溅射方法发展历程 |
| 1.2.3 物理气相沉积薄膜微区结构模型 |
| 1.3 氧化钇基本性质 |
| 1.4 氧化钇物性研究现状 |
| 1.4.1 光学性能 |
| 1.4.2 电学性能 |
| 1.4.3 力学性能 |
| 1.4.4 氧化钇薄膜的红外窗口应用 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 实验原材料与方法 |
| 2.1 氧化钇薄膜的制备 |
| 2.1.1 薄膜制备材料 |
| 2.1.2 磁控溅射沉积系统 |
| 2.1.3 薄膜沉积过程 |
| 2.1.4 薄膜沉积参数选择 |
| 2.2 薄膜结构和性能表征方法 |
| 2.2.1 薄膜厚度 |
| 2.2.2 薄膜的结构 |
| 2.2.3 薄膜的成分及化学键 |
| 2.2.4 薄膜的光学性能 |
| 2.2.5 薄膜的力学性能 |
| 2.2.6 薄膜的表面润湿性能 |
| 2.2.7 薄膜的电学性能 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 反应滞后回线及磁控靶表面的状态 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 反应滞后回线的测定 |
| 3.3 反应滞后回线的特点与靶表面的对应关系 |
| 3.4 反应滞后回线对工艺参数的响应关系 |
| 3.5 反应回线的理论分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 氧化钇薄膜的成分及微观结构 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 直流溅射氧化钇薄膜 |
| 4.2.1 薄膜的沉积速率 |
| 4.2.2 薄膜的成分和键合状态 |
| 4.2.3 薄膜的晶体结构 |
| 4.2.4 不同沉积几何构型对薄膜结构的影响 |
| 4.3 射频溅射氧化钇薄膜 |
| 4.3.1 氧气流量对于薄膜成分和结构的影响 |
| 4.3.2 温度和偏压对于薄膜成分和结构的影响 |
| 4.4 立方相和单斜相的形成条件及转化机制 |
| 4.5 薄膜生长的区域结构模型 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 氧化钇薄膜的性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光学性能与致密性 |
| 5.2.1 直流溅射薄膜的光学常数 |
| 5.2.2 射频溅射薄膜的光学常数 |
| 5.2.3 可调参数对于光学常数的可控调节 |
| 5.2.4 薄膜的致密性 |
| 5.2.5 光学带隙 |
| 5.2.6 傅里叶红外透射光谱 |
| 5.3 薄膜的力学性能 |
| 5.4 润湿性与表面能 |
| 5.5 薄膜的电学性能 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 氧化钇红外增透保护薄膜 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 硫化锌窗口增透保护膜 |
| 6.2.1 增透膜系设计与实现 |
| 6.2.2 氧化钇红外高硬保护涂层 |
| 6.2.3 增透保护膜的界面及结合特性 |
| 6.2.4 球罩型大面积均匀性的实现 |
| 6.3 增透保护膜的热辐射特性 |
| 6.3.1 氧化钇/硫化锌辐射特性 |
| 6.3.2 氧化钇/蓝宝石辐射特性 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）ZnO纳米线阵列的制备及其光电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 ZnO 的晶体结构与基本物性 |
| 1.3 ZnO 薄膜的应用 |
| 1.3.1 紫外探测和发光器件 |
| 1.3.2 纳米电子器件 |
| 1.3.3 太阳能电池 |
| 1.3.4 传感器元件 |
| 1.3.5 光催化降解 |
| 1.4 纳米 ZnO 光催化降解的研究现状 |
| 1.4.1 纳米 ZnO 光催化降解在国内的研究现状 |
| 1.4.2 纳米 ZnO 光催化降解在国外的研究现状 |
| 1.5 目前纳米 ZnO 研究中存在的不足以及需要进一步研究的问题 |
| 1.6 本文的主要研究目的和内容 |
| 第二章 纳米 ZnO 的制备、改性和表征 |
| 2.1 ZnO 纳米线阵列的制备方法 |
| 2.1.1 分子束外延 |
| 2.1.2 金属有机化学气相沉积 |
| 2.1.3 磁控溅射 |
| 2.1.4 水热法 |
| 2.1.5 电化学沉积法 |
| 2.2 电化学沉积制备纳米 ZnO 阵列 |
| 2.2.1 电化学沉积系统 |
| 2.2.2 电化学沉积制备纳米 ZnO 阵列 |
| 2.3 纳米 ZnO 的改性 |
| 2.4 实验相关器材、原料以及实验步骤 |
| 2.4.1 实验所需药品与仪器 |
| 2.4.2 实验的过程与步骤 |
| 2.5 纳米 ZnO 的表征 |
| 2.5.1 扫描电子显微镜 |
| 2.5.2 X 射线衍射仪 |
| 2.5.3 紫外-可见分光光度计 |
| 第三章 电解液中离子对纳米 ZnO 形貌的影响 |
| 3.1 纳米 ZnO 的制备 |
| 3.1.1 ITO 表面的处理 |
| 3.1.2 ZnO 种子层的制备 |
| 3.1.3 ZnO 纳米线的制备 |
| 3.2 制备过程中杂质离子对纳米 ZnO 阵列的形貌影响 |
| 3.2.1 电解液中 Pb~(2+)对纳米 ZnO 形貌的影响 |
| 3.2.2 电解液中 Li~+对纳米 ZnO 形貌的影响 |
| 3.2.3 电解液中 Mg~(2+)对纳米 ZnO 形貌的影响 |
| 3.2.4 电解液中 NO_3~-对纳米 ZnO 形貌的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 纳米 ZnO 的硫化改性及光催化性能研究 |
| 4.1 纳米 ZnO 光催化性能的改性 |
| 4.2 ZnS 的性质 |
| 4.3 纳米 ZnO 的硫化 |
| 4.4 掺杂 S2-后 ZnO 纳米线的光催化性能研究 |
| 4.4.1 光催化技术简介 |
| 4.4.2 纳米 ZnO 的催化降解 |
| 4.4.3 硫化改性后纳米 ZnO 的光催化性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 纳米 ZnO 的包覆改性及其光催化性能研究 |
| 5.1 纳米 ZnO 与 Mg(OH)_2的复合 |
| 5.1.1 Mg(OH)_2薄膜的电化学制备 |
| 5.1.2 ZnO 纳米线上生长 Mg(OH)_2 |
| 5.1.3 Mg(OH)_2包覆纳米 ZnO 样品的表征 |
| 5.1.4 Mg(OH)_2包覆纳米 ZnO 样品的光电化学性能 |
| 5.2 PbS 与纳米 ZnO 的复合改性 |
| 5.2.1 PbS 包覆纳米 ZnO |
| 5.2.2 PbS 包覆纳米 ZnO 的表征 |
| 5.2.3 PbS 包覆纳米 ZnO 后的光电化学性能研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）纳米氧化锌电致发光的研究进展（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 氧化锌中的缺陷及其发光特性 |
| 2.1 氧化锌中的缺陷 |
| 2.2 氧化锌中的缺陷发光 |
| 2.3 掺杂对氧化锌中的缺陷发光的影响 |
| 3 氧化锌缺陷态电致发光的关键技术 |
| 3.1 电致发光机理与器件结构 |
| 3.2 绝缘层或载流子传输层的作用与选择 |
| 4 纳米氧化锌的缺陷发光的研究进展 |
| 4.1 二维氧化锌的缺陷发光 |
| 4.2 一维氧化锌的缺陷发光 |
| 4.3 零维氧化锌的缺陷发光 |
| 4.4 整齐氧化锌纳米线阵列的发光研究 |
| 4.4.1 光子晶体的概念 |
| 4.4.2 AAO的制备及AAO/ZnO二维光子晶体的禁戒波长 |
| 4.4.3 AAO/ZnO体系中的ZnO注入 |
| 4.4.4 问题与展望 |
| 5 结 语 |
（9）锗、硅量子点掺杂二氧化钛复合纳米薄膜材料制备及其表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 太阳能电池的研究发展 |
| 1.3 纳米TiO_2 |
| 1.3.1 TiO_2 晶型 |
| 1.3.2 纳米材料（量子点）特性 |
| 1.3.3 纳米TiO_2 薄膜制备 |
| 1.3.4 TiO_2 的掺杂与改性 |
| 1.3.5 量子点自组装生长原理 |
| 1.4 离子束溅射沉积技术 |
| 1.5 离子注入技术 |
| 1.6 课题内容及创新点 |
| 1.6.1 课题研究内容 |
| 1.6.2 课题创新点 |
| 第二章 离子束溅射制备Ge量子点掺杂TiO_2薄膜及其表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 离子束溅射 |
| 2.2.1 离子束溅射原理 |
| 2.2.2 仪器设备 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 实验材料 |
| 2.3.2 薄膜的制备 |
| 2.3.3 后续热处理 |
| 2.4 分析测试方法 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 扫描电镜分析 |
| 2.5.2 微观形貌（TEM）分析 |
| 2.5.3 小角掠入射X射线衍射（GXRD）分析 |
| 2.5.4 X射线光电子能谱（XPS）分析 |
| 2.5.5 原子力显微镜（AFM）分析 |
| 2.5.6 薄膜的紫外可见（UV-vis）吸收分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 Si量子点掺杂TiO_2薄膜及其表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 离子束溅射制备Si单量子点掺杂TiO_2 薄膜 |
| 3.3 离子注入制备Si单量子点掺杂TiO_2 薄膜 |
| 3.3.1 离子注入原理 |
| 3.3.2 工艺参数 |
| 3.3.3 离子注入设备 |
| 3.3.4 注入参数 |
| 3.4 分析测试方法 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 透射电镜微观形貌(TEM)分析 |
| 3.5.2 薄膜的紫外可见（UV-vis）吸收分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Ge、Si双量子点掺杂TiO_2薄膜及其表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ge、Si双量子点掺杂的TiO_2 复合薄膜的制备 |
| 4.3 分析测试方法 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 微观形貌（TEM）分析 |
| 4.4.2 X射线光电子能谱（XPS）分析 |
| 4.4.3 薄膜的紫外可见（UV-vis）吸收分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）零维半导体材料的电子结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 纳米半导体材料 |
| 1.2 零维半导体材料的研究现状 |
| 1.2.1 量子点、量子环的器件应用 |
| 1.2.1.1 单电子器件 |
| 1.2.1.2 量子点激光器 |
| 1.2.1.3 量子点红外探测器 |
| 1.2.1.4 量子点单光子光源 |
| 1.2.1.5 量子环器件 |
| 1.2.2 零维半导体异质结构的制备 |
| 1.2.2.1 应变自组织量子点生长 |
| 1.2.2.2 盖层对量子点形貌的影响、量子环的形成 |
| 1.2.2.3 液滴外延生长量子点、量子环 |
| 1.2.3 零维半导体材料的电子结构 |
| 1.2.3.1 量子点、量子环的电子结构的研究意义 |
| 1.2.3.2 量子点、量子环的电子结构的理论计算方法 |
| 1.3 本论文结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 多带k·p微扰理论 |
| 2.1 体材料的多带k·p微扰理论 |
| 2.1.1 k·p微扰的一般理论 |
| 2.1.2 多带k·p微扰的Kane模型 |
| 2.1.2.1 Kane模型的基函数和哈密顿量 |
| 2.1.2.2 Kane模型哈密顿量的本征值和本征函数 |
| 2.1.3 多带k·p微扰的Luttinger-Kohn模型 |
| 2.1.3.1 Luttinger-Kohn模型的基函数 |
| 2.1.3.2 Luttinger-Kohn模型哈密顿量 |
| 2.1.4 远带的影响 |
| 2.2 半导体材料的电子和空穴有效质量 |
| 2.2.1 电子的有效质量 |
| 2.2.2 空穴的有效质量 |
| 2.3 零维半导体材料的多带k·p微扰理论 |
| 2.3.1 量子点的八带k·p哈密顿量 |
| 2.3.2 平面波展开法 |
| 2.3.3 傅立叶变换方法计算哈密顿量矩阵元 |
| 参考文献 |
| 第三章 InAs/GaAs量子环和GaAs/AlGaAs同心双量子环的电子结构 |
| 3.1 InAs/GaAs量子环的价带能级 |
| 3.1.1 k·p微扰理论计算量子环的价带能级——解析积分和傅立叶变换方法的结果比较 |
| 3.1.2 k·p微扰理论计算量子环的价带能级——四带、六带和八带哈密顿量的结果比较 |
| 3.2 GaAs/AlGaAs同心双量子环的电子结构 |
| 3.2.1 GaAs/AlGaAs同心双量子环的导带能级 |
| 3.2.2 GaAs/AlGaAs同心双量子环的基态能级受磁场的影响 |
| 参考文献 |
| 第四章 有限元方法计算量子环的电子结构 |
| 4.1 量子点的弹性应变场 |
| 4.1.1 量子点应力应变基本理论 |
| 4.1.2 应变对量子点k·p哈密顿量的影响 |
| 4.1.2.1 应变半导体材料的Pikus-Bir哈密顿量 |
| 4.1.2.2 应变对异质结构半导体能带带边的修正 |
| 4.2 有限元方法简介 |
| 4.2.1 有限元方法基本思想 |
| 4.2.2 有限元分析 |
| 4.2.2.1 有限元方法的数学实现 |
| 4.2.2.2 有限元方法处理应力应变问题 |
| 4.2.2.3 有限元方法的软件实现 |
| 4.3 GaSb/GaAs量子环的应变分布和空穴能态 |
| 4.4 InAs/GaAs量子环分子的应变分布和电子能级 |
| 参考文献 |
| 第五章 电场、磁场对量子点、量子环电子结构的影响 |
| 5.1 纵向电场对InAs/GaAs量子环分子的电子能级和波函数的影响 |
| 5.2 横向电场对非垂直对准InAs/GaAs量子点分子的电子能级和波函数的影响 |
| 5.3 磁场对GaAs/AIGaAs二维量子环的电子能级和波函数的影响 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 今后工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
四、ZnCdSe量子点的MOCVD生长及其演变（论文参考文献）
- [1]GaAs基纳米线的MOCVD外延生长及特性表征[D]. 苑汇帛. 长春理工大学, 2020(01)
- [2]基于量子调控的半导体微纳结构的衍射光谱的研究[D]. 张留娟. 华东交通大学, 2019(04)
- [3]Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点和量子阱复合结构纳米材料光学特性研究[D]. 王颖. 北京交通大学, 2019(01)
- [4]半导体薄膜材料电活性缺陷的谱学研究[D]. 王冲. 电子科技大学, 2019(01)
- [5]金属材料微观缺陷结构演化的机理研究[D]. 黄礼琳. 广西大学, 2017(11)
- [6]氧化钇薄膜反应溅射法生长、性能及红外光学应用研究[D]. 雷沛. 哈尔滨工业大学, 2016(12)
- [7]ZnO纳米线阵列的制备及其光电化学性能研究[D]. 芮洲. 哈尔滨工业大学, 2014(02)
- [8]纳米氧化锌电致发光的研究进展[J]. 阮永丰,李岚. 人工晶体学报, 2012(S1)
- [9]锗、硅量子点掺杂二氧化钛复合纳米薄膜材料制备及其表征[D]. 李小青. 天津大学, 2012(07)
- [10]零维半导体材料的电子结构研究[D]. 贾博雍. 北京邮电大学, 2010(11)