导读:本文包含了能带设计论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:能带,光子,晶体,偏振光,噻吩,光化学,结构。
能带设计论文文献综述
李明扬[1]（2019）在《基于二维光子晶体能带与缺陷结构的管通信器件设计与研究》一文中研究指出随着科技的迅猛发展,尤其是传输速度与大数据带来的巨大压力,电子器件逐渐遇到性能瓶颈。相较于电子器件,光子器件具有明显的速度优势,而且容错率更高,抗干扰能力更强。因此利用光子代替电子,制备高性能、高度集成的光子器件已成为目前的研究热点。光子晶体的出现为全光通信技术和光子集成等现代高科技技术提供了新思路。基于光子晶体的多通道滤波器、偏振光分束器、全光开关等器件凭借其尺寸小、传输高效、结构可调节等优点,引起了社会的广泛关注。本文围绕二维光子晶体的能带与缺陷结构展开了系统深入的研究,仿真工作通过RSoft光学仿真软件进行。主要由以下几个方面展开:1.通过平面波展开法(PWE)和时域有限差分法(FDTD)分析了叁角晶格、正方晶格、蜂窝型晶格、非对称环形结构等几种不同结构的光子晶体带隙和传输性能。以介质柱型叁角晶格光子晶体为研究对象,在完整的光子晶体中分别引入叁种缺陷,研究发现,点缺陷具有很强的光子局域性;线缺陷能够很好的传输波导,在120°弯折情况下传输效率也能在88%以上;环形缺陷则能够将光波进行耦合。2.设计了一款基于光子禁带的双通道光子晶体微腔滤波器,该器件在二维叁角晶格光子晶体中引入呈中心对称的“L”型谐振腔,通过改变介质柱半径引入两个点缺陷,实现了1550nm和1110nm波长的传输。采用时域有限差分法和平面波展开法进行仿真,结果表明,该结构实现了输出波导大角度180°分离,器件尺寸仅为10?m?6?m,两个波长的透射率均能达到97%以上,信道隔离度高且易于集成。3.基于光子晶体的环形谐振腔和非线性折射效应,设计了一种光子晶体全光开关。该器件的环形谐振腔由非线性折射介质TiO_2构成,很好的实现了开关的接通、断开。仿真结果显示,在接通状态下,输出端口的透射率高达99.4%,响应时间仅为14.3ps,开关性能良好。4.设计了一种基于完全带隙的蜂窝型晶格光子晶体偏振光分束器。它主要利用了完全带隙中TE(横电模)模和TM(横磁模)模均能传播的特点,通过改变介质柱半径,使其中TE模的带隙上移,超过完全带隙的范围,来达到分离两种模式的目的。对该偏振光分束器的数值计算和仿真模拟,证明所设计结构可实现TE模和TM模的高效分离,在1550nm波长附近的透射率都能达到98%以上,且消光比高,分别能达到19.01dB和29.21dB。(本文来源于《广西师范大学》期刊2019-06-01）
刘研,张国桢,江俊[2]（2018）在《极化电荷设计调控纳米复合体系的能带结构》一文中研究指出光生电子空穴对分离是光催化领域的关键过程和核心议题之一.本文聚焦新型光催化复合材料的设计和调控,系统地介绍了复合材料设计中通过体系能带结构的调控实现有效的电荷分离的常用手段,包括构建肖特基结、p-n结等异质结构和诱导界面电荷极化;包括构建叁元复合结构ZnS-(CdS/金属),利用金属纳米颗粒修饰半导体CdS,调控CdS的能带结构,实现ZnS-CdS异质结从Ⅰ型到Ⅱ型的转化;通过在TiO_2-Ag_2S界面处复合Ag,调控体系的能带结构,设计出复合材料TiO_2-Ag-Ag_2S,实现Z-方案;设计了可以对太阳光进行全谱吸收的新型复合材料Cu2S-CdS-ZnS,并证实p-n结可以有效调控复合体系的能带结构.这些工作为纳米半导体复合材料在光电转换和光催化方面的发展提供了新的思路.(本文来源于《科学通报》期刊2018年33期）
刘杰[3]（2018）在《一种GaN基场控能带新器件设计与制备工艺研究》一文中研究指出GaN是第叁代宽禁带半导体材料的代表之一,具有优良的材料特性。GaN半导体材料拥有高临界击穿电场、高电子迁移率、高二维电子气(2DEG)浓度和高热导率。优异的材料特性使得GaN基功率器件具备高耐压、正向导通电阻低、工作频率高等优势。这些优势可以帮助功率系统缩小体积、降低功耗的同时增强其在恶劣环境中的可靠性。目前,AlGaN/GaN异质结的高电子迁移率晶体管(HEMT)已广泛应用于功率半导体领域。常规AlGaN/GaN异质结材料有很强的压电效应和自发极化效应,使得异质结界面GaN一侧天然具有较高电子迁移率和高浓度的二维电子气(2DEG)。高导电能力的二维电子气(2DEG)沟道使得常规AlGaN/GaN异质结高迁移率晶体管(HEMT)具有高开关速度和低导通损耗的同时具有常开特性。常开特性限制了AlGaN/GaN HEMT的广泛应用。为了实现常关特性的GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT),需要采取一些特殊的工艺和结构。本文的主要工作就是提出一种增强型GaN基场控能带新器件,该器件具有MIS栅极结构、肖特基接触和槽栅结构等特点。首先,结合相关文献对AlGaN/GaN异质结的极化效应和AlGaN/GaN HEMT工作机理以及增强型器件的实现方式做了理论分析。其次,通过分析增强型技术方案对器件能带分布的影响引出场控能带技术(FCE)。最后通过场控能带技术提出GaN基新器件并通过Sentaurus TCAD仿真平台对新器件的电学特性和能带分布进行仿真分析。分析并阐述了部分减薄栅极下方AlGaN势垒厚度和肖特基隧穿结对器件能带分布和电学特性影响。其中AlGaN/GaN双向开关器件(MBS)具备双向导通和阻断能力,单向导通时开启电压为0.9V,在1μA/mm的漏电流条件下,耐压达到500V;AlGaN/GaN逆阻型MIS-HEMT具备反向阻断能力,开启电压达到0.6V,在1μA/mm的漏电流条件下,耐压达到450V,在栅压和源漏电压为10V的时候,沟道电流达到0.83A/mm。通过总结在中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的实验经验,介绍了隧穿增强型AlGaN/GaN HEMT的工艺流程。对工艺流程中的部分重要环节进行研究和优化,如欧姆金属的高温快速退火处理以及栅槽刻蚀界面的优化。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-03-01）
樊庆扬[4]（2017）在《新型半导体材料设计、物性研究及能带调制》一文中研究指出自1947年贝尔实验室成功发明第一只锗晶体管以来,半导体材料已经历了前后叁代的发展历程。在太阳能电池材料领域中,目前还存在能带结构、成本,固有缺陷、载流子迁移率、载流子寿命、制备工艺等诸多方面的困难和不足,因此寻找直接带隙或经过能带调制而成为直接带隙的新型半导体材料,以满足太阳能电池对新型半导体材料的迫切要求,是半导体材料研究领域亟需解决的关键问题之一。基于此,本文采用第一性原理方法研究和探索适用于太阳能电池应用的新型半导体材料,主要研究体系是ⅣA族元素半导体材料、氮化物和碳化物等二元化合物半导体材料以及碳氮化物叁元化合物半导体材料,并对现有的Ca O半导体材料及本文提出和所设计的半导体材料进行能带调制研究,从而获得了满足太阳能电池的要求新型半导体材料。论文通过理论模型建立并结合仿真结果,研究和分析材料的生成焓、弹性模量、声子谱、能带结构、态密度、各向异性以及Mulliken键布局数等,并据此确定材料的稳定性、力学性能、电学性质等。本文主要的研究内容有以下几个方面:1.提出了九种新颖的硅结构,其中五种单斜相(空间群分别是Cm,C2/m,P21/m,P2/m),两种正交相(空间群分别为Amm2,一种四方相(空间群为I4_),P2221),一种立方相(空间群为Pm3_m)。然后分析预测结构的稳定性、电学性质以及力学性能。研究表明,具有正交相的P2221硅与金刚石相硅比较,形成焓最低,是所有预测的新结构中最稳定的。利用第一性原理计算优化的结构和电子特性参数分析各新结构的电子性质,结果表明单斜相的Cm硅和P21/m硅表现出直接带隙,Amm2硅则为具有准直接带隙的半导体材料。力学性能方面,单斜相硅中C2/m-20硅,P2/m硅和正交相中Amm2硅在a轴上的不可压缩性优于金刚石相,Cm硅,P21/m硅,C2/m-20硅,P2/m硅,Amm2硅在b轴上的不可压缩性优于金刚石相,而在c轴上优于金刚石相的只有P21/m硅和C2/m-20硅。研究表明它们的体积模量都十分接近,其中P2221硅和C2/m-20硅最接近金刚石相硅。随后,作者还研究了具有正交相Cmcm锗和六方P63/mmc锗,证明了这两种锗的同素异形体热力学、力学和动力学稳定。能带结构仿真结果表明P63/mmc锗的带隙很小且接近于0,而Cmcm锗是带隙0.93 e V的直接带隙半导体,是制作远红外线探测器的潜在材料。此外,Cmcm相和P63/mmc相锗的光学性质和热导率都优于金刚石相硅。2.研究了新型氮化物和碳化物等二元化合物半导体。其中氮化物二元化合物半导体重点研究了两种新结构的C3N4和一种新结构的Ga N,其中C3N4具有极好的化学、力学和电子性质,是比较廉价而且容易被合成的半导体材料之一。弹性常数和声子谱表明这两种新结构的C3N4在100 GPa可以稳定存在。电子能带结构表明这两种C3N4都为带隙在4.2-4.5 e V的宽禁带准直接带隙半导体材料。类似的方法还研究了叁种新结构的Si3N4的结构性质、力学性能、电子结构和弹性各项异性,研究表明叁种Si3N4都是间接带隙半导体。此外,作者还设计了一种新型结构的Ga N,它由镓原子和氮原子组成的四元环和八元环组成。该Ga N是一种带隙为1.85 e V的直接带隙半导体,是制作红光二极管的潜在二元半导体材料,相对于叁元半导体材料来说,省去了掺杂的步骤。对β-Ga N,主要研究了温度对它的力学、热力学性质的影响。论文还研究了P42/mnm-BC,R3-B2C,I4mm-B3C等叁种碳化物化合物半导体,这叁种碳化物只有R3-B2C是直接带隙的窄禁带半导体材料。3.研究了新型碳氮化硼叁元化合物半导体。研究表明P3m1、Imm2、I4_m2叁种新型结构的BCN都有着十分优越的力学性质,其中叁角晶系的P3m1 BCN的体积模量、剪切模量和杨氏模量都大于立方氮化硼,正交相Imm2 BCN和四方相I4_m2BCN的弹性模量都十分接近立方氮化硼。而且Imm2 BCN为禁带宽度为2.45e V的直接带隙半导体,I4_m2 BCN和P3m1 BCN分别是间接带隙的窄禁带半导体材料和宽禁带半导体材料。最后系统的研究了这叁种新碳氮化硼的结构、力学、各向异性等物理性质。4.论文最后研究了氧化钙等合金半导体的能带调制。众所周知氧化钙是间接带隙半导体,文中首先对现有的氧化钙结构掺入镁原子进行能带调制。通过在氧化钙的中加入镁元素,成功的使Ca1-x Mgx O合金转变为直接带隙半导体。随后研究了新型Ga N材料掺入微量铝元素后,Ga1-x Alx N合金随铝元素增加其物理性质的变化趋势。最后研究了几种C-Si和Si-Ge合金,成功在非直接带隙的元素半导体中调制出了直接带隙的C-Si和Si-Ge合金,如单斜相C12Si8为带隙为0.17e V的窄禁带直接带隙半导体材料,而Si-Ge合金都为直接带隙半导体。研究结果表明Si-Ge合金的光学性质和热导率都优于金刚石相硅,满足太阳能电池的要求。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2017-09-01）
黄成杰[5]（2017）在《基于能带调控的WO_3基光催化剂结构设计及性能研究》一文中研究指出随着社会的发展脚步,工业化进程的急剧加快,人类生活质量的提高,资源的消耗量的剧增。资源短缺与环境问题是人们在21世纪面临的两大新挑战,环境问题方面最为人们关注的无非是空气和水污染问题。应对水污染与空气污染,最常用的解决方法就是光催化技术。而光催化剂又是光催化技术的核心。常用的光催化剂一般有TiO2、ZnO、WO3、Fe2O3、CdS、PbS等等。他们优缺点参半,例如在光催化剂中的空穴-电子对复合率高,光能的可利用率小,催化剂反应产率低。为了增强催化剂的短板,人们通过各种方法对其改性,例如,催化剂表面处理、贵金属负载,金属掺杂、非金属掺杂、表面光敏化,半导体复合等等,获得可见光利用率高,催化活性好的催化剂。本文的研究是基于能带调控的WO3基光催化剂结构设计及其光催化性能。我们以PMMA为硬模板剂制备多级孔WO3;而后用Al还原技术使多级孔WO3引入氧空位,即对其进行能带调控;再者用Ag3PO4负载在多级孔WO3表面,增加其活性反应位点。该类催化剂具有制备简单,良好的稳定性及安全可靠,光催化活性高的特点。具体内容如下:(1)通过聚合反应制得硬模板剂PMMA,然后将其浸泡在偏钨酸铵溶液中,过滤干燥,煅烧得到固体,制得多级孔WO3。通过X射线衍射、BET等测试手段对多级孔WO3进行了形貌成分分析,还在可见光下进行了亚甲基蓝光催化降解实验。实验表明,多级孔WO3在可见光下对亚甲基蓝溶液有较好的催化效果,但还不能达到预期要求,得对其进行改性。(2)由于制得多级孔WO3的光催化活性不高,我们想通过引入氧空位的方式增强其反应活性。我们采用Al还原方式对多级孔WO3进行能带调控。Al还原后的多级孔WO3光吸收效率有明显提高,催化性能得到显着提升,达到了我们的预期要求。(3)考虑到高温反应对能耗的消耗颇大,我们想用一种更温和的合成方式,使WO3具有更好的光催化性能。于是我们利用AgNO3、偏钨酸铵等原料通过水热法制备Ag3PO4/WO3。通过XRD、UV-Vis等测试手段对其进行表征。并对其进行光催化降解MB实验。实验证明,Ag3PO4负载在WO3表面对其光催化性能有显着提高。本论文基于能带调控的WO3基光催化剂,具有较高的光吸收效率,较小的电子空穴复合几率,较高的光催化活性,化学性质稳定。这种光催化剂与之前的催化剂对比,具有较大的比表面积,且对可见光的吸收显着提高。这种催化剂在未来的水污染治理拥有广阔的天地。(本文来源于《上海应用技术大学》期刊2017-06-30）
蔡志鹏,何军锋,姚军财,黄文登[6]（2017）在《渐变层线性掺杂的InGaAs/InP场助阴极的能带结构设计与仿真》一文中研究指出为了进一步提高阴极材料的量子效率,设计了一种新的InGaAs/InP转移电子(Transferred Eletron,TE)光电阴极结构,且在不同掺杂浓度、渐变层宽度、外加电压等条件下,利用Matlab仿真工具对能带曲线进行了模拟。实验结果表明:发射层与吸收层的掺杂比例应不高于50;能带曲线得到了更为严格的优化参数范围,可以使表面发射几率进一步提高;且由于计算中考虑掺杂浓度、费米能级移动对能带结构变化的影响,并对描述渐变区能带的双曲函数进行改进,使得计算结果比以往的计算更为准确。结果表明此种结构可以极大地提高阴极的量子效率,对进一步改进阴极参数和制备出更高灵敏度的TE阴极具有实际的指导意义。(本文来源于《陕西理工学院学报(自然科学版)》期刊2017年02期）
王艳宾,王腾,罗钟琳,王标兵[7]（2016）在《基于主链中含有呋喃基窄能带隙聚合物的设计与合成（英文）》一文中研究指出为了提高窄能带隙聚合物的溶解性和优化窄能带隙聚合物的能级分布,分别以4,7-双(5'-溴-2'-噻吩)-2,1,3-苯并噻唑(DTBT)和4,7-双(5'-溴-2'-呋喃)-2,1,3-苯并噻唑(DFBT)为受体,采用给体-受体交替排列的策略,分别合成了2个窄能带隙共轭聚合物(PCDTBT,PCDFBT)。通过取代主链中的噻吩基团,基于呋喃的窄能带隙聚合物PCDFBT具有更好的溶解性和更低的最高未占轨道。而且,相比聚合物PCDTBT,呋喃取代的聚合物PCDFBT的最大吸收峰红移了20 nm,这表明聚合物PCDFBT具有更好的光学吸收能力。(本文来源于《常州大学学报(自然科学版)》期刊2016年04期）
刘研,江俊[8]（2016）在《极化电荷设计调控金属/半导体复合体系的能带结构》一文中研究指出在半导体体系中,设计异质结构(能带间隙呈现Ⅰ型嵌套对准和Ⅱ型交错对准)来调控电荷流动具有重要的应用价值。我们基于第一性原理模拟,提出利用复合材料表界面功函数的差异,诱导极化电荷的形成,实现调控能带结构。如下图所示的金属M负载在纳米半导体异质结S1-S2(Ⅰ型带隙匹配)上的体系,金属与半导体S2接触,由于功函数的差异产生极化电荷,极化电荷在半导体S2中的累积将有效抬升能带,从而与半导体S1形成Ⅱ型异质结构。光辐射条件下,光生电子-空穴会因为能带交错实现分离。通过密度泛函理论计算来筛选材料,指导实验制备得到了ZnS-(CdS/Au)纳米棒,验证了电子-空穴的分离,并有效提升了能量转化效率。该工作为纳米半导体复合材料在光电转化和光催化方面的应用提供了一个新的思路。(本文来源于《中国化学会第30届学术年会摘要集-第四十分会：纳米体系理论与模拟》期刊2016-07-01）
刘锦秀[9]（2016）在《苯膦酸/水杨酸基钛氧簇的结构设计与能带调控》一文中研究指出纳米二氧化钛由于其无毒无害,储量丰富和物理化学性质优良,在气体传感、电荷传输、分解有毒有机污染物以及光催化等方面应用广泛。但是由于其禁带宽度较大(-3.2eV),只能利用占太阳光总能量不到5%的紫外光部分,所以针对纳米级二氧化钛材料的能带改性研究报道很多。最近几年来,作为二氧化钛材料结构与活性模型分子,结构明确、尺寸可调、多元素参与的钛氧簇合物已经成为一类新型的功能性分子团簇材料。虽然陆续有一些相关的生色团分子配位修饰钛氧簇或者通过金属掺杂等方式改变其电荷传输性质的报道,但针对钛氧簇结构修饰与能带调控的系统性研究还处在起步阶段。本论文中,我们采用低温溶剂热合成方法,把功能性苯膦酸/水杨酸类配体和过渡金属或稀土金属引入到钛氧簇的合成中,获得了系列具有新颖结构的钛氧簇合物,有效改善其光化学特性,将其能带调控到了可见光区并成功应用于光催化分解水制氢研究。这些结果对钛氧簇合物的结构设计、能带调控及光催化研究具有一定的推动作用,也为相关纳米二氧化钛改性研究提供了结构模型。研究内容主要分为以下两个部分:(1)在80℃溶剂热条件下,以苯膦酸作为支撑配体合成了一系列具有稳定簇核结构的钛氧簇,并利用两侧的活性配位点将多种功能性有机配体修饰到该钛氧簇结构,进一步通过引入过渡金属离子使其可见光吸收得到明显改善。针对这些配合物进行了详细结构表征和光催化分解水制氢的研究。(2)选用配位模式丰富的水杨酸作为配体,异丙醇作为溶剂,在溶剂热条件下分别得到了两例二齿芳香羧酸配体修饰的方形结构,在光学性能和催化产氢上都有较好的表现;系列过渡金属掺杂和稀土金属掺杂的异金属钛氧簇合物,都表现出较低的禁带宽度。(本文来源于《福州大学》期刊2016-06-01）
彭辉,吴志红,张建林,卢静,吴晨啸[10]（2014）在《基于能带匹配理论设计CO_2光催化还原催化剂的研究进展》一文中研究指出光催化还原CO2过程中,能带隙小的材料具备优良的可见光吸收性能,但吸收的可见光并不一定能够有效地被光催化还原作用所利用,这与催化剂能带位置有着直接关系,改变材料的能带结构对调节材料的氧化还原性能有着重要影响。本文从光催化还原CO2的基本原理出发,介绍了半导体催化剂光催化还原CO2的基本过程及催化剂价带、导带位置的决定性作用,简述了当今光催化还原CO2过程中存在的催化剂价带、导带不匹配问题,并从特定晶面生长、材料复合、形成p-n结、第一性原理等方面综述了如何利用能带匹配理论来提高光催化还原CO2效率,为光催化还原CO2的材料的选择和设计提供了理论依据。(本文来源于《化工进展》期刊2014年11期）
能带设计论文开题报告
（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：
光生电子空穴对分离是光催化领域的关键过程和核心议题之一.本文聚焦新型光催化复合材料的设计和调控,系统地介绍了复合材料设计中通过体系能带结构的调控实现有效的电荷分离的常用手段,包括构建肖特基结、p-n结等异质结构和诱导界面电荷极化;包括构建叁元复合结构ZnS-(CdS/金属),利用金属纳米颗粒修饰半导体CdS,调控CdS的能带结构,实现ZnS-CdS异质结从Ⅰ型到Ⅱ型的转化;通过在TiO_2-Ag_2S界面处复合Ag,调控体系的能带结构,设计出复合材料TiO_2-Ag-Ag_2S,实现Z-方案;设计了可以对太阳光进行全谱吸收的新型复合材料Cu2S-CdS-ZnS,并证实p-n结可以有效调控复合体系的能带结构.这些工作为纳米半导体复合材料在光电转换和光催化方面的发展提供了新的思路.
（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。
能带设计论文参考文献
[1].李明扬.基于二维光子晶体能带与缺陷结构的管通信器件设计与研究[D].广西师范大学.2019
[2].刘研,张国桢,江俊.极化电荷设计调控纳米复合体系的能带结构[J].科学通报.2018
[3].刘杰.一种GaN基场控能带新器件设计与制备工艺研究[D].电子科技大学.2018
[4].樊庆扬.新型半导体材料设计、物性研究及能带调制[D].西安电子科技大学.2017
[5].黄成杰.基于能带调控的WO_3基光催化剂结构设计及性能研究[D].上海应用技术大学.2017
[6].蔡志鹏,何军锋,姚军财,黄文登.渐变层线性掺杂的InGaAs/InP场助阴极的能带结构设计与仿真[J].陕西理工学院学报(自然科学版).2017
[7].王艳宾,王腾,罗钟琳,王标兵.基于主链中含有呋喃基窄能带隙聚合物的设计与合成（英文）[J].常州大学学报(自然科学版).2016
[8].刘研,江俊.极化电荷设计调控金属/半导体复合体系的能带结构[C].中国化学会第30届学术年会摘要集-第四十分会：纳米体系理论与模拟.2016
[9].刘锦秀.苯膦酸/水杨酸基钛氧簇的结构设计与能带调控[D].福州大学.2016
[10].彭辉,吴志红,张建林,卢静,吴晨啸.基于能带匹配理论设计CO_2光催化还原催化剂的研究进展[J].化工进展.2014
论文知识图
