导读:本文包含了载流子迁移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:载流子,半导体,晶体管,双键,结晶度,效应,各向异性。
载流子迁移论文文献综述
王辰,胡婷,阚二军[1]（2019）在《2D SnP_3:具有高载流子迁移率和光吸收率的范德瓦尔斯晶体（英文）》一文中研究指出本文基于第一性原理计算,预测了二维SnP_3层作为新型半导体材料,具有0.71 eV(单层)和1.03 eV(双层)的间接带隙,这与体结构的金属特性不同.值得注意的是,2D SnP_3具有9.171×10~4 cm~2·V~(-1)·s~(-1)的高空穴迁移率和对于整个可见光谱的高光吸收(～10~6 cm~(-1)),这预示2D SnP3层有望成为纳米电子学和光电子学的候选材料.有趣的是,本文发现2D SnP_3双层具有与硅类似的电子和光学特性.考虑到硅基微电子和光伏技术的巨大成功,本文的研究结果将有助于纳米领域的相关研究.(本文来源于《Chinese Journal of Chemical Physics》期刊2019年03期）
何远德,黄志硕,覃检涛,张文旭[2]（2019）在《MX2型二维半导体载流子迁移率理论预测》一文中研究指出为找到未来半导体晶体管合适的沟道材料,计算了14种MX_2(其中M=Mo,W,Sn,Hf,Zr和Pt,X=S,Se和Te)型二维半导体载流子有效质量、带隙以及电子和空穴迁移率。在计算过程中,为了快速对载流子迁移率进行估计,利用形变势的近似电声耦合矩阵元。计算时考虑长波光学声子和声学声子的散射,而在极化晶体中,考虑了极化散射。计算结果表面,WS_2,PtS_2以及PtSe_2具有最高的电子迁移率以及非零的带隙。其中,PtSe_2的电子在室温下的理论迁移率上限为4000 cm~2·V~(-1)·s~(-1),而W,Hf和Zr的二维化合物室温时的空穴迁移率较高,其中含W的化合物理论迁移率上限到2600 cm~2·V~(-1)·s~(-1)。该计算研究为实验合成高迁移率的二维材料提供指导,同时为实验获得高性能以二维材料作为沟道的场效应晶体管提供参考,加速二维材料的应用。(本文来源于《化学研究与应用》期刊2019年02期）
郑哲,倪振杰,张小涛,甄永刚,董焕丽[3]（2019）在《碳纳米管辅助共轭聚合物薄膜链间载流子传输以提高迁移率（英文）》一文中研究指出在过去的几十年中,共轭聚合物因其在光电器件中的广泛应用受到广泛关注.共轭聚合物中的电荷传输过程主要由链内和链间两部分组成,其中链间电荷传输通常低于链内传输,并且可能降低整个电荷输运性质.针对该问题,本文提出了将半导体单壁碳纳米管(sSWNTs)作为共轭聚合物链间的有效电荷传输通道以改善电荷传输性能的概念.使用典型的共轭聚合物PDPP-TT作为示例,将优化的PDPP-TT/s-SWNTs与纯PDPP-TT薄膜的器件相比,器件性能明显提高,空穴迁移率从2.32增加到12.32 cm~2V~(-1)s~(-1),而电子迁移率从2.02增加到5.77 cm~2V~(-1)s~(-1).该结果表明在共轭聚合物薄膜中形成连续导电通道的重要性,此概念也可以扩展到其他聚合物器件中,以推进其在大面积、低成本、高性能聚合物电子器件和电路中的应用.(本文来源于《Science China Materials》期刊2019年06期）
任家萱[4]（2018）在《外场对共轭聚合物（P3HT,PTB7）有序结构的调控及载流子迁移率影响的研究》一文中研究指出共轭聚合物材料具有可溶液加工、成膜性好、可大面积生产等优点,广泛地应用于场效应晶体管、有机发光二极管和太阳能电池器件中。聚3-己基噻吩(P3HT)和聚[[4,8-二[(2-乙基己基)氧代]苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基][3-氟-2-[(2-乙基己基)羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基]](PTB7)作为经典的共轭聚合物材料,它们的结构和性能被科学家们深入研究。P3HT是一种“毛杆状”的半晶聚合物,具有主链刚性、侧链柔性的特点,分子结构单一,有序性较高。PTB7是一种典型的窄带隙光电材料,可实现太阳能电池的高光电转换效率,具有良好的应用前景。一个性能优良的光电器件离不开叁个方面因素:高迁移率材料的合成、材料有序结构的调控以及器件结构的优化。其中,共轭聚合物有序结构的调控往往被人们忽略。然而,分子链构象和有序结构的不同会完全改变聚合物的电子结构和光物理性质。因此,研究聚合物材料有序结构的变化具有十分重要的理论和实际意义。聚合物是一种软物质,具有“弱刺激强响应”的特点,对外界刺激十分敏感。因此,本论文中利用外场(电场、溶剂场、温度场等)诱导P3HT和PTB7分子链在溶液和薄膜中发生构象转变,形成更为有序的结构,从根本上提高载流子迁移率,达到提高光电器件效率的目的。本论文主要分为叁部分研究工作:第一部分工作中,我们利用具有方向性的外场-外电场诱导极性聚合物P3HT,使其分子链构象发生转变。通过不同分子量P3HT在外电场作用下分子链构象的变化,探究链构象转变对外电场的响应差异及机理。研究发现:外电场可以诱导极性共轭聚合物P3HT分子链沿电场方向取向,形成有利于载流子传输的有序结构。此外,我们还发现分子量作为聚合物的一种本征物理性质,决定了P3HT分子链对外电场调控作用的响应程度。这部分研究对今后聚合物材料分子量的选取和把控具有重要的指导意义。第二部分工作中,我们利用不同外场(溶剂、温度、浓度)对溶液中的P3HT和PTB7分子链有序聚集尺寸进行了调控,比较了二者在同一外场作用下链构象变化的差异并分析其原因。我们通过高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)揭示了PTB7在外场作用下分子链由无序到有序的动力学演变过程。首先,我们发现:溶剂场对P3HT和PTB7分子聚集结构会产生影响。在溶剂场中,不良溶剂可使聚合物分子链与链之间的相互作用强于聚合物分子链与溶剂分子之间的相互作用,导致刚性P3HT分子链间π-π相互作用增强,有序聚集尺寸增大;而柔性PTB7分子链在不良溶剂中发生缠结,形成无定形态。其次,我们发现:温度场对P3HT和PTB7分子聚集结构会产生影响。降低温度可以降低不良溶剂的溶解性,使P3HT分子链间相互作用增强,在不良溶剂中紧密堆积,形成大尺寸有序聚集;低温也可使原本在不良溶剂中卷曲并缠结的PTB7分子链缠结程度进一步增大,导致链段间π-π相互作用增强,形成局部有序聚集。低温存在的“迟滞”现象可使P3HT和PTB7形成的有序聚集在室温下保留下来。第叁,我们发现:浓度场对P3HT和PTB7分子聚集结构也会产生影响。降低浓度可使P3HT和PTB7分子链在良溶剂中变得更加舒展,使其主链共轭长度增加,有序聚集尺寸增大。第叁部分工作中,我们在PTB7中混入少量P3HT,配制成混合溶液。经溶液旋涂成膜后,发现:混入P3HT分子可使PTB7分子主链共轭长度增加,分子有序性增大。当混入30%P3HT时,PTB7有序聚集尺寸达到最大。之后,我们对P3HT/PTB7混合薄膜施加外电场,发现:在外电场作用下,P3HT分子链沿电场方向取向,形成更为有序的结构。同时,P3HT的混入驱使原本不受外电场调控的PTB7分子在外电场作用下发生链扭转,形成有序结构。P3HT和PTB7二者在外电场下发挥协同作用使混合薄膜整体有序度增加,有利于载流子迁移。这一发现对于构筑叁元太阳能电池器件具有指导意义。本论文从高分子凝聚态物理角度出发,利用外场分别调控共轭聚合物在溶液和薄膜中的分子链构象,使其形成有序结构,从根本上载流子迁移率,达到提高光电器件效率的目的。我们发现共轭聚合物本征物理性质对材料性能影响显着。通过简单的物理方法改善共轭聚合物聚集态结构,对今后共轭聚合物分子的设计与合成以及构筑高效率器件具有指导意义。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-12-01）
孟广昊[5]（2018）在《新型钙钛矿材料超长激子寿命及载流子迁移率各向异性的研究》一文中研究指出近些年来,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池在效率方面取得了突飞猛进的进步,这主要得益于该类型的材料具有十分优异的半导体特性,例如载流子双极扩散特性、可低温溶液法制备、高的消光系数和载流子迁移率等。其中,超长的寿命使得该类材料中激子的有效扩散长度超过100 pm,远优于普通有机半导体材料。另一方面,人们在实验中不断发现这种新型钙钛矿材料的载流子迁移率存在各向异性。然而,在分子/原子的微观尺度上,人们对造成激子超长寿命以及载流子传输各向异性的内在机理尚不清楚。基于此,本论文主要从理论方面研究了该类型钙钛矿材料激子超长寿命的内在原因和载流子迁移率各向异性。主要研究内容和成果如下:(1)利用时间分辨光致发光光谱(time-resolved photoluminescence spectra,TRPL)研究了 CH3NH3PbI3的发光光谱和发光寿命,实验结果表明发光寿命随温度增加而增加,这是反系间窜越(reverse intersystem crossing,RISC)的一个典型特点。同时,采用DFT方法对CH3NH3PbI3单重态和叁重态之间的能量差△Est进行计算,结果表明CH3NH3PbI3的△Est小于0.1 eV,这是RISC发生的重要的一个首要条件。基于此,本论文提出假设:有机-无机卤化物钙钛矿中激子的超长寿命可能是由RISC过程引起的,这为理解该类光伏材料的优异光电特性提供了新的理论依据。(2)依据Marcus理论和DFT方法,计算了沿不同晶面的分子内振动(即内重组能λ)和分子间电子耦合积分V,探讨了 HC(NH2)2PbI3、HC(NH2)2SnI3和CH3NH3SnI3的载流子迁移率各向异性。结果表明HC(NH2)2PbI3的电子和空穴沿着(001),(010),(101)和(111)晶面传输方向一致,沿着(110)晶面传输方向不一致(电子和空穴传输方向夹角为65°);HC(NH2)2SnI3的电子和空穴沿着(001)和(101)晶面传输方向一致,沿着(110)和(111)晶面传输方向不一致(电子和空穴传输方向夹角为40°到65°);CH3NH3SnI3的电子和空穴沿着(110)和(101)晶面传输方向一致,沿着(010),(001)和(111)晶面传输方向不一致(电子和空穴传输方向夹角为45°到65°)。这表明这种新型钙钛矿材料内部载流子传输具有明显的各向异性。(3)在以上两部分研究的基础上,本论文对与钙钛矿材料光生电荷分离密切相关的空穴传输材料spiro-OMeTAD进行了理论研究。应用DFT方法和Marcus理论,通过重组能λ和电子耦合积分V考察了 spiro-OMeTAD内部载流子迁移率各向异性。结果表明空穴和电子在(010),(101)和(110)晶面上传输方向具有一致性。然而,沿着(100),(110),(011)和(001)晶面空穴和电子的传输方向不一致(空穴和电子传输方向的夹角为从40°到70°)。这种各向异性对光生载流子均衡传输有效收集具有重要影响。本论文研究工作为理解有机-无机复合新型钙钛矿材料奇特光物理特性提供了新的理论认知,并从理论上指明了钙钛矿吸光材料和空穴传输材料在制备过程中定向生长的重要性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-09-04）
郭帅,杨磊,代兵,耿方娟,杨振怀[6]（2018）在《载流子浓度与迁移率对氧化物薄膜红外透明导电性能影响的研究进展》一文中研究指出红外透明导电薄膜凭借其在可见光-红外光范围内高透过和高导电的优点引起了广泛关注.根据德鲁德自由电子理论可知,透明导电薄膜的光学性能和电学性能之间难以协调.为了探明透明导电薄膜能否同时具有中-远红外光学透过性能和高导电性能,首先从电子与光子相互作用的机制出发,分析红外波段光电性能难以协调的本质原因,并提出实现红外透明导电的可能性.其次对近几年氧化物薄膜光电性能研究成果进行综述,探讨其光学性能和电学性能之间的作用关系,揭示了载流子浓度和迁移率与等离子波长和导电性能的关系,得出透明导电薄膜可以同时实现红外宽波段透过性能和高导电性能.最后得出可以通过调节薄膜的载流子浓度和迁移率,实现同时具有红外光学性能和电学性能的薄膜.(本文来源于《中国科学:技术科学》期刊2018年06期）
崔鹏[7]（2018）在《AlGaN/GaN异质结场效应晶体管载流子迁移率和相关器件特性参数研究》一文中研究指出AlGaN/GaN异质结场效应晶体管(HFETs)作为GaN材料在电子器件应用中的重要代表,近二十多年来备受关注。一方面,AlGaN/GaNHFETs有效地发挥了 GaN材料本身所具备的大的禁带宽度、高的击穿电压、高的饱和电子漂移速度、良好的抗辐射和抗腐蚀等优异特性;另一方面,由于AlGaN/GaN异质结材料中自发极化和压电极化的存在,使得在AlGaN势垒层无需掺杂的情况下,便可在AlGaN/GaN异质结界面处产生电子面密度高达～1 × 1013 cm-2,电子迁移率高达～2000 cm-2/V·s的二维电子气(2DEG),这不仅有效的弥补了 GaN本身由于电子有效质量大而造成的电子迁移率低(～1000 cm-2/V·s)这一不足,也避免了掺杂带来的电离施主杂质散射的影响,从而为器件提供了性能优越的沟道输运层。AlGaN/GaNHFETs的这些特点,使它在高频大功率领域具有独特的优势,在军事领域中的雷达通信、电子对抗,民用通信中的5G应用、小型基站、新型通信微型卫星,电力传输,以及汽车电子中有着广阔的应用前景。因此,研究AlGaN/GaNHFETs,对于提高我国的军事力量和民用设备性能,具有重要意义。从1993年第一只AlGaN/GaNHFETs问世,经过长达25年的研究,AlGaN/GaN HFETs完成了从起初各性能适中的蓝宝石衬底,到低失配、高热导率的SiC衬底,到低成本、易集成的Si衬底的探索,在器件功率密度、频率特性、击穿特性和增强型器件制备等方面进行了多方位的研究,并取得了一系列突破性成果。目前,虽然以AlGaN/GaNHFETs为核心的产品已投入市场应用,但一些相关问题仍亟需解决:AlGaN/GaN HFETs器件物理模型亟需完备;小尺寸AlGaN/GaN HFETs器件电学特性的理论研究亟需完善;作为功率放大器的核心器件,AlGaN/GaNHFETs的非线性失真问题亟需解决。极化库仑场(polarizaiton Coulomb field,PCF)散射,起源于 AlGaN/GaN 异质界面处极化电荷分布不均匀,是和AlGaN势垒层应变分布相关的一种散射机制。欧姆接触金属原子在欧姆退火工艺中的横向扩散,以及栅偏压引起的逆压电效应,都会改变AlGaN势垒层的应变,造成AlGaN/GaN异质界面处极化电荷分布不均匀,导致PCF散射产生。研究发现,PCF散射对AlGaN/GaN HFETs器件特性具有重要影响。从2007年PCF散射提出到现在,经过十多年的研究,已形成了 PCF散射完善的研究方法和理论体系。但是如何利用这一散射体系,有效地提高器件性能参数,将之应用于器件实际工作中,是当前面临的一个重要问题。本论文基于PCF散射理论,结合AlGaN/GaN HFETs当前面临的问题,以将PCF散射理论应用于实际器件参数分析和性能提升作为研究重点,利用PCF散射理论,从准确确定器件载流子迁移率、分析小尺寸器件载流子迁移率特性、利用栅长的设计和栅偏压的选择提高器件性能、提高器件线性度等方面开展具体的研究工作。具体研究包括以下内容:1.一种准确确定AlGaN/GaN HFETs载流子迁移率的方法首先,基于二维散射理论,对AlGaN/GaN HFETs中PCF散射的形成和理论模型的建立进行了详细介绍。之后,对传统方法计算载流子迁移率的局限性进行了分析。传统意义上对栅下2DEG电子迁移率的求解,是基于栅下沟道2DEG受到栅偏压的调控,而栅源通道电阻Rs和栅漏通道电阻RD不随栅偏压的改变而改变,即Rs和RD为固定值这一原则(本论文中,栅源通道电阻Rs和欧姆接触电阻RC之和为源串联电阻,栅漏通道电阻RD和欧姆接触电阻RC之和为漏串联电阻,Rs和RD均不包含欧姆接触电阻RC)。但是,随着栅偏压的改变,由于逆压电效应,栅下AlGaN势垒层具有不同的应变变化,栅下极化电荷会随之改变,导致PCF散射会随栅偏压改变。PCF散射对栅源、栅漏和栅下叁部分载流子都有散射作用。RD和RD因受PCF散射的影响,不再是定值,而会随栅偏压变化,这样一来传统方法将不再适用。为此,从PCF散射对Rs和RD的影响出发,通过测得的电流-电压(Ⅰ-Ⅴ)输出特性曲线和电容-电压(C-Ⅴ)曲线,基于二维散射模型,采用迭代计算的方法,提出了一种准确确定栅下2DEG电子迁移率的方法。运用这一方法,计算了漏源间距为20 μm,栅长为4 μ和16 μm的两样品的载流子迁移率。并与传统方法进行对比,发现栅长越大的器件,PCF散射对Rs和RD的影响越强,新方法和传统方法的差别越大。最后,基于得到的2DEG电子迁移率,计算得到器件的跨导,并与跨导测试值进行对比,证明了这一方法的准确性。2.小尺寸AlGaN/GaN HFETs载流子迁移率的研究采用T型栅、n+-GaN欧姆接触再生长、SiN钝化等工艺,制作了栅长为70 nm,栅源间距为300/600nm,栅宽为20/40 μm的AlGaN/GaNHFETs。依据测得的Ⅰ-Ⅴ输出特性曲线和2DEG电子面密度,基于PCF散射,采用迭代计算的方法,提取出小尺寸AlGaN/GaNHFETs栅下2DEG电子迁移率和栅源/栅漏通道电阻。分析发现,栅下2DEG电子所受PCF散射在所有散射中占主导地位,其电子迁移率随栅偏压增大(栅偏压增大是指从负偏压向正偏压变化)而增大。并且,漏源间距越大或栅宽越大的器件,2DEG电子迁移率越低。这是由于漏源间距或者栅宽的增大,有效地增大了栅源和栅漏区域内的附加极化电荷数目,从而对栅下2DEG电子的PCF散射作用增强。Rs和RD随栅偏压的降低(栅偏压降低是指从正偏压向负偏压变化)而增大,并且,漏源间距小的器件或者栅宽大的器件,Rs和RD的增大更加明显。这是由于栅长不变,漏源间距减小,栅源和栅漏间距随之减小,栅下附加极化电荷对更小的栅源和栅漏沟道中的2DEG电子的PCF散射增强;栅宽增大,导致栅下附加极化电荷数目增多,对栅源和栅漏沟道电子的PCF散射作用也增强。研究表明PCF散射对小尺寸AlGaN/GaN HFETs器件载流子迁移率具有重要影响,减弱PCF散射,可有效地提高小尺寸AlGaN/GaN HFETs器件性能。3.不同栅长和栅偏压对AlGaN/GaNHFETs极化库仑场散射势和栅源通道电阻RS的影响研究制作了漏源间距为20 μm,栅长分别为4 μm、10 μm和16 μm的AlGaN/GaN HFETs,测试得到器件的Ⅰ-Ⅴ输出特性曲线和C-Ⅴ曲线。通过选用不同的2DEG电子波函数和PCF散射势,提出了两种计算PCF散射的方法,并结合其它散射机制,计算了漏源沟道电阻值。与实验测试值进行对比发现,不同栅长和栅偏压对PCF散射势有着不同的影响。对于栅长小的器件,应选择栅源和栅漏区域的2DEG电子波函数,及栅下区域附加极化电荷进行PCF散射的计算。对于栅长大的器件,应选择栅下区域的2DEG电子波函数,及栅源和栅漏区域的附加极化电荷进行PCF散射的计算。对于栅长长度居中的器件,两种方法计算的漏源沟道电阻都和实验值有着一定的差别。这主要是由于PCF散射理论模型是基于微扰理论建立的,只有PCF散射势相比系统的哈密顿量是小量,才能保证PCF散射计算结果的准确性。此外,随着栅偏压向负偏压不断降低,PCF散射不断增强,PCF散射势能不断增强,这也会降低PCF散射理论计算的准确性。由此得知,不同栅长和栅偏压可以影响器件的PCF散射势,只有尽可能的选择小的PCF散射势所对应的系统哈密顿量,才能符合微扰理论的适用性,从而保证PCF散射理论模型计算的准确性。制作了栅源间距为3μm,栅漏间距为6μm,栅长分别为3μm、6μm和10μm的AlGaN/GaN HFETs,采用栅探针法测试了器件的栅源通道电阻Rs。分析发现:不同栅偏压或栅长下,相同栅源间距的器件Rs呈现不同的电阻值;随栅偏压的增大,3 μm栅长的器件Rs单调下降,6 μm栅长的器件Rs先下降后上升,10μm栅长的器件Rs单调上升。这种Rs的变化被认为是PCF散射造成的。栅下正的附加极化电荷和欧姆区域负的附加极化电荷,在PCF散射势中存在着抵消作用,栅偏压或者栅长的增大会增加栅下正的附加极化电荷数目,改变PCF散射,从而影响Rs。这一结果通过实验计算得到了很好的验证,并使得改变器件栅长或者选择合适的栅偏压,有效改善Rs进而提高器件线性度成为可能。4.极化库仑场散射对AlGaN/GaN HFETs器件线性度的影响研究制作了栅长为100 nm,漏源间距为2 μm和4 μm的AlGaN/GaN HFETs器件,选取漏源偏压VDS = 10V(a-g)和漏源偏压改变(A-G)的两种不同类型的静态工作点,基于两种不同静态工作点下的小信号测试,得到了器件的功率增益。对比发现A-G比a-g的功率增益变化更加平缓,即A-G具有更好的器件线性度变化,并且这种线性度的提高在小的漏源间距器件下更加明显。研究表明栅偏压的增大或者漏源偏压的减小,都可以减弱PCF散射,而PCF散射的减弱,可有效地补偿随栅偏压增大而增强的POP散射,从而减小Rs的变化程度,减缓器件跨导、截止频率和功率增益随栅偏压的下降趋势,进而提高器件线性度。制作了栅长为1 μm,漏源间距为6 μm,栅宽分别为546 μm和780 μm的AlGaN/GaNHFETs,并进行了器件输入输出匹配下的功率测试。发现栅宽越大的器件,其功率增益变化越平缓,线性输出特性越好。对栅源沟道中电子温度进行求解,发现两样品栅源沟道电子温度几乎相同,POP散射所决定的Rs部分几乎一致,其随栅偏压的增大而增强;而两样品栅宽不同,栅下附加极化电荷数目不同,所以PCF散射强度不同,栅宽大的器件具有更多的附加极化电荷,因而具有更强的PCF散射。PCF散射决定的Rs部分随栅偏压的增大(栅偏压增大指从负偏压向正偏压变化)而降低,而POP散射决定的Rs部分随栅偏压的增大而增大,这样,PCF散射增强可以使Rs随栅偏压的变化(从负偏压向正偏压变化)减小。最后,对计算得到的Rs进行对比,发现栅宽大的器件Rs呈现更平缓的变化。在实验测试和理论计算上证明了增大器件栅宽,可以提高器件PCF散射,从而提高器件线性度。制作了栅源和栅漏间距都为1 μ,栅长分别为0.5 μm、0.35 μ和0.25 μm的AlGaN/GaN HFETs。通过跨导测试分析,发现栅长越大的器件,其跨导变化更加平缓。输入输出匹配下的功率测试表明,栅长越大的器件,其1-dB压缩点对应的输入功率(PIN-1dB)越高,即器件线性度越好。理论计算了器件各散射机制对应的Rs和总的Rs,发现栅长大的器件,其栅下附加极化电荷多,PCF散射强。同样,PCF散射增强可以使Rs随栅偏压的变化减小(与增大栅宽的情况相同),从而增大器件栅长可有效地提高器件的线性度。基于不同漏源间距、不同栅宽和不同栅长的器件实验证明和理论分析,结合PCF散射,提出了一种提高AlGaN/GaNHFETs器件线性度的方法,即通过采用薄的势垒层、挖栅槽工艺、高A1组分AlGaN势垒层、增大栅长/栅源间距比、增大栅宽、采用背势垒结构等工艺手段,可有效增强PCF散射,抵消POP散射,减弱Rs随栅偏压的变化,从而提高器件线性度。这一方法具有简单、直接、可操作性强和集成度高等优点,可实现在器件层级对GaN功率放大器线性度性能的提高,具有十分重要的应用价值。(本文来源于《山东大学》期刊2018-05-27）
孙皖东[8]（2018）在《比例效应对双键共轭聚合物载流子迁移率的影响》一文中研究指出共轭聚合物(Conjugated polymers)通常指骨架上由共轭体系交替相连的一类聚合物。由于该类聚合物有较大的共轭体系存在,能级间隔变小,因此此类共轭聚合物具有有独特的光电性能,使其能在电致发光材料,OFETs,OPVs,传感器等领域得到实际应用。与传统无机材料相比共轭聚合物半导体材料具有低成本、柔韧性好、污染小以及制做简单等优点。随着可穿戴设备的概念将电源,显示器,通信和传感集成到人们的日常佩戴中,电池,传感器,发光二极管等柔性有机电子产品的前景十分广阔,而高结晶度的材料因其较差的机械弹性又不适用于柔性器件的制备。因此,获得低结晶度同时仍具有高载流子迁移率的共轭聚合物已成为构建柔性晶体管的关键问题之一。本论文中,我们将多双键引入共轭聚合物中,以尝试制备低结晶、高迁移率的共轭聚合物材料。共轭聚合物中的电荷载流子迁移率有两个方面共同决定:链间电荷转移和链内电荷转移,由于双键的构象异构化作用,多个双键的引入势必造成聚合物结晶度的降低,导致聚合物链间载流子传输速率的下降,然而假设随着双键链接比例(个数)的持续增加,载流子沿链内的传输速度将得到提高,并有可能超过异构化作用带来的链间传输速率的降低,因此多双键链接体系下低结晶、高迁移率的共轭聚合物实现存在一定可能性,并已经被少量文献报道。本论文在获得此类多双共轭聚合物的基础上,继续研究双键比例效应对共轭聚合物结晶度和迁移率的影响,利用所得的结论为将来设计高性能的场效应晶体管提供理论支持。具体研究内容如下:(1)合成了基于苯并噻二唑和二噻吩的多双键连接(其中双键的个数为3,比例为100%)的共轭聚合物PTBTV。电化学和吸收光谱的研究可以得到聚合物的LUMO和HOMO能级是-3.60 eV和-5.41eV,满足标准的p-型材料的性质。密度泛函理论计算表明,PTBTV寡聚物主链的平面性增强,从而有利于电荷在聚合物主链间传输。我们同时制备了基于PTBTV的底接触底栅有机场效应晶体管器件,并对其性能进行了检测。在160℃退火之后,器件表现出优异的性能μ_h=3.2cm~2V~(-1)s~(-1),I_(on/off)=10~6,V_T为-7V,在更高温度下退火后器件的性能没有进一步的提高。我们也通过GIXRD和AFM对PTBTV薄膜结晶性进行了研究,得到PTBTV的结晶度比较低。(2)合成了基于一系列苯并噻二唑四分之一噻吩基的共轭聚合物PB4TV0,PB4TV1,PB4TV2和PB4TV3(其中重复单元中分别含有0至3个双键)。电化学和吸收光谱的研究得到未包含双键的PB4TV0最高占据轨道能量(HOMO)为-5.65eV,PB4TV1,PB4TV2和PB4TV3最高占据轨道能量(HOMO)分别为-5.50eV,-5.48eV和-5.41eV,说明引入双键将增强聚合物骨架的共平面性以及增加共轭长度,因此获得更高的最高占据轨道能量(HOMO)。密度泛函理论计算表明,含有双键低聚物的二面角明显比不含双键的低聚物的二面角要小,即引入双键增强了聚合物骨架的共平面性以及增加了共轭长度,我们同时制备了基于PB4TV0,PB4TV1,PB4TV2和PB4TV3的底接触底栅有机场效应晶体管器件,并对其性能进行了检测以及通过GIXRD和AFM对它们薄膜结晶性进行了研究。(本文来源于《重庆大学》期刊2018-05-01）
黄小敏[9]（2018）在《光生载流子在M_xO_y-TiO_2复合半导体中的迁移方向》一文中研究指出本文致力于M_xO_y/TiO_2复合光催化剂的光催化机理研究。首先通过水热法制备二氧化钛,再采用涂敷法制成二氧化钛薄膜,最后采用溶胶凝胶法将另一种金属氧化膜与基底二氧化钛进行复合,形成M_xO_y/TiO_2复合光催化剂。并使用紫外漫反射、X射线衍射、X射线光电子能谱等手段对光催化剂进行了表征。并在紫外光照射下,以光催化沉积银为探针反应,通过扫描电镜EDS元素分布图,确定电子转移方向,研究M_xO_y/TiO_2复合光催化剂的光催化机理。研究发现电子转移方向可用半导体物理学原理进行解释。研究表明:(1)紫外-可见漫反射光谱可知:所制备的二氧化钛薄膜的晶体构型主要是锐钛矿型。Fe_2O_3、CuO、ZnO、Cr_2O_3和In_2O_3与TiO_2复合均能使吸收边界波长红移,增大其可见光吸收。其中,与Fe_2O_3、CuO和Cr_2O_3复合,在可见光区域有明显的吸收峰,而与ZnO复合在紫外光区域吸收明显增加。这些复合光催化剂的光吸收增加和吸收波长红移的现象,可能是由于所复合的半导体本身吸收有关,以及半导体之间形成复合,新的跃迁能带,有利于半导体电子和空穴分离,从而可降低TiO_2在可见光吸收的带隙能。(2)XRD分析可得:水热法制得的二氧化钛粉末,并采用涂敷法制备的二氧化钛薄膜,其衍射峰较为明显,说明形成的二氧化钛颗粒度和晶型较好,为锐钛矿型。而溶胶-凝胶法制得的CuO和ZnO薄膜的衍射峰明显,形成的晶型和颗粒度较好,但Fe_2O_3、Cr_2O_3和In_2O_3薄膜的衍射峰不明显,说明构成这些金属氧化膜的粒子颗粒较小、晶型较差或为无定形结构。这可能是由于制备方法与不同金属氧化物的适用性不同引起的。(3)XPS分析可知:纯的二氧化钛中Ti 2p和O 1s峰的结合能为分别为458.3 eV和530.1 eV,当与Fe_2O_3、CuO、ZnO、Cr_2O_3和In_2O_3复合时,Ti 2p和O 1s峰的结合能均正移,这可能是由于M_xO_y和TiO_2复合形成了Ti-O-M键,使O和Ti外层电子密度减少,屏蔽作用减弱,结合能增加。此外,Fe_2O_3/TiO_2、CuO/TiO_2、ZnO/TiO_2、Cr_2O_3/TiO_2和In_2O_3/TiO_2五种复合半导体光催化剂的O 1s均可以拟合成叁个峰,分别归属于Ti-O、表面羟基-OH和M-O,说明所制备的为M_xO_y/TiO_2复合光催化剂。(4)扫描电镜EDS元素分布表明:Fe_2O_3/TiO_2和CuO/TiO_2复合光催化剂光沉积银主要在复合界面的TiO_2一侧,ZnO/TiO_2、Cr_2O_3/TiO_2和In_2O_3/TiO_2复合光催化剂的银沉积主要在界面的M_xO_y一侧,即:银主要沉积在界面附近的费米能级较高的半导体上。以Fe_2O_3/TiO_2复合光催化剂为例,Fe_2O_3和TiO_2由于形成了nn异质结,电子从费米能级高的TiO_2转移至费米能级低的Fe_2O_3,空穴反向运动,因此形成内建电场,电场方向从TiO_2指向Fe_2O_3。在光照的条件下,半导体内部产生光生电子和空穴对,在内建电场的作用下,从Fe_2O_3转移到费米能级较高TiO_2上。(本文来源于《华南理工大学》期刊2018-04-24）
刘小标[10]（2018）在《具有高载流子迁移率的二维新能源材料的理论研究》一文中研究指出“能源”和“环境”是人类面临的两大问题。传统的化石燃料在地球的储量有限,无法满足人类可持续发展的需求。传统的能源在开采、加工和使用的过程中都会给环境带来危害。解决能源问题主要从以下叁方面入手:①开发新型清洁能源,例如风能、水能以及太阳能等;②完善能源的吸收、转化以及存储器件,提高能源器件的效率,降低成本;③优化能源消耗器件,制造低功耗的新型器件。这些新能源和新器件的革新与新材料的发展密不可分。近年来随着石墨烯材料的发现,一系列新型二维材料相继被实验和理论报道,具有高载流子迁移率的二维材料在能源的吸收、转化和存储等领域中有着广泛的应用前景。本文基于密度泛函理论的计算,旨在从原子的尺度上揭示二维高载流子迁移率材料在新能源领域的应用机理、物理机制和调控方法,为相关的实验研究提供理论依据。所涉及的二维材料包括:PdSe2和具有“开罗”结构的过渡金属硫族化合物,SiC6材料以及Ti2C MXene。着重讨论了光吸收性质,电解水机制和Li-S电池等相关过程。主要研究内容和结果如下所示:1)提出了一种新型的PdSe2单层结构,证明了其能量和动力学稳定性,并预言了一种可能的合成途径,即通过硒化金属Pd(111)。计算表明,PdSe2具有一个适中的带隙1.10eV和较小的面内硬度54 J/m2。并且具有极好的延展性,可以承受35%的应变。在平衡状态下,二维PdSe2的载流子迁移率达到9800-42000 cm2v-1s-1。外加应力可以有效的调控其电子结构和光吸收性质。当应变超过14%的时候,二维PdSe2会发生从半导体到金属的转变。在平衡状态下,PdSe2可以吸收很宽范围的可见光。大的拉伸应变会屏蔽它对可见光的吸收,而增强其在红外光的吸收。比如当应变达到12%的时候,PdSe2对能量为1.0-2.0 eV范围内光的吸收几乎为零,而对0.3-1.0 eV范围内的红外光有明显的吸收;在压缩应变下,PdSe2对光的吸收会向高能方向移动。这种延展性好、高载流子迁移率的超软二维PdSe2材料有望在光电器件以及太阳能能源领域得到应用。2)二维“开罗”结构的硫族化合物(cairo-TMDs)PdSe2具有稳定性好,比表面积大和载流子迁移率高的优点。在量子力学第一性原理计算的基础上,预言:二维“开罗”结构的TMD2材料(TM=Ni,Pd,Pt;D=Se,S,Te)是一类良好的电解水产氧(OER)催化剂。理论OER极限过电势为0.16-0.245 V,可以和含贵金属Pt的化合物催化剂相媲美。过电势与O/OH/OOH的吸附能差之间存在线性关系,在TMD2中,TMTe2以及TMSe2对O/OH/OOH有比较合适的吸附能,因此具有更低的过电势。含有非贵金属Ni的NiD2比PtD2具有更好的OER性能。这为设计寻找廉价的非贵金属OER新能源材料提供了理论依据。3)提出了由sp2杂化的碳原子和sp3杂化的硅原子组成的新型二维碳化硅材料SiC6。由于独特的二维“草帽”构造,SiC6具有特殊的力学性质:负泊松比性质;它克服了石墨烯零带隙的缺点,具有一个0.73 eV的带隙,但同时具有较高的载流子迁移率。沿[110]方向空穴的迁移率达到了102 cm2V-1s-1数量级,而电子的迁移率更高,达到了104 cm2V-1s-1数量级;沿[110]方向,空穴的迁移是受阻的,而电子迁移率在103cm2V-1s-1数量级。在应力调控下,电子的最大迁移率可以达到3.155×104cm2V-1s-1,但空穴始终保持低的迁移率(<102cm2V-1s-1)。应力不仅可以调控SiC6的迁移率,还可以改变SiC6的带隙。压缩应变可以使SiC6由间接带隙变为直接带隙的半导体。同时从理论上预言了一种合成方法。这种具有特殊的力学电学特性和高载流子迁移率的新型二维碳化硅材料有望在纳机械学、电子学以及能源领域得到应用。4)研究了 T2C MXene作为锂硫电池的阴极宿硫材料的可行性及相应的物理机制。基于第一性原理的计算表明,由于硫分子与Ti2CMXene表面的相互作用较强,吸附在Ti2C MXene表面的硫分子会发生分解,形成Ti-S键,使得Ti2C MXene的表面被S饱和,形成“自硫化”的表面。这种自硫化的表面(S-Ti2C)既保持了金属性质,又对多硫化物具有合适的吸附能。这使得S-Ti2C可以有效的帮助阴极的电化学反应并且阻止多硫化物在电极之间的穿梭效应。相比石墨烯,Li2S中的Li在S-Ti2C表面更容易扩散,这种低的扩散势垒使得S-Ti2C锂硫电池具有较快的充电速度。这些研究结果揭示了 Ti2CMXene良好锂硫电池性能的微观机制。也为设计锂硫电池提供理论的依据。(本文来源于《山东大学》期刊2018-04-03）
载流子迁移论文开题报告
（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：
为找到未来半导体晶体管合适的沟道材料,计算了14种MX_2(其中M=Mo,W,Sn,Hf,Zr和Pt,X=S,Se和Te)型二维半导体载流子有效质量、带隙以及电子和空穴迁移率。在计算过程中,为了快速对载流子迁移率进行估计,利用形变势的近似电声耦合矩阵元。计算时考虑长波光学声子和声学声子的散射,而在极化晶体中,考虑了极化散射。计算结果表面,WS_2,PtS_2以及PtSe_2具有最高的电子迁移率以及非零的带隙。其中,PtSe_2的电子在室温下的理论迁移率上限为4000 cm~2·V~(-1)·s~(-1),而W,Hf和Zr的二维化合物室温时的空穴迁移率较高,其中含W的化合物理论迁移率上限到2600 cm~2·V~(-1)·s~(-1)。该计算研究为实验合成高迁移率的二维材料提供指导,同时为实验获得高性能以二维材料作为沟道的场效应晶体管提供参考,加速二维材料的应用。
（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。
载流子迁移论文参考文献
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论文知识图
