摘要：基于经典Varshni模型,提出了In 1-x Al x Sb的能带值E g随Al组分和温度变化的经验关系E g(x,T),并通过已有的文献数据对该公式进行有效性的验证。实验上,采用分子束外延方法在InSb(100)衬底上生长p+-p+-n-n+势垒型结构的InAlSb外延层。运用高分辨率X射线衍射对材料的晶体质量及Al组分进行测试和表征,计算得出Al组分为2.8%。然后将InAlSb材料制备成红外探测器二极管并测量77~260 K下的光谱响应曲线,从而计算出In 0.972 Al 0.028 Sb材料的能带值随温度的变化关系。对比分析的结果表明:实验观察和文献数据均与理论推导基本吻合。InAlSb能带值与Al组分和温度变化关系的确定为探测器材料结构设计提供了必要的理论支撑。

摘要：固体继电器在军工和民用市场被使用得越来越广泛,大量替换了传统的电磁继电器,并且固体继电器的隔离方式也从变压器隔离向着光隔离转变,光隔离固体继电器已经成为很多厂家的设计主流。光隔离固体继电器被大量使用,但是在使用红外发光二极管等发光器件时,如果选择的红外发光二极管的波长和输出场效应管的禁带宽度不匹配,处理不当时会造成固体继电器的输出漏电流超标。通过光电效应分析了红外发光二极管对固体继电器输出漏电流的影响,通过试验测试验证了这种影响机理,并提出了改进方法。

摘要：随着人们环境健康与安全意识的提升,气氛识别的应用场景得到不断拓展,这对气体传感器的发展提出了集成化、便携化和智能化等全新要求.为突破热激发气体传感器必须在高温工作的局限,人们提出利用光代替热作为气体传感器激发能量的来源,光激发气体传感器应运而生.同时具有光电性能和气敏性能的半导体敏感材料是光激发气体传感器的核心.激发光波段与气敏材料带隙具有一一对应的关系,常见的气敏材料带隙均在3.0 eV以上,现有的绝大部分光激发气体传感器工作均须采用紫外光激发.然而,紫外光对人体有诸多的危害,拓展光激发气体传感器的可用光波段范围,是光激发气敏材料开发的重要目标.纳米形貌调控、材料修饰和材料复配等是目前最常用的能带调控手段.由于该领域的发展还停留在实验室阶段,如何与产业对接,制造出真实可用的产品是目前亟需突破的问题.简化工艺、降低成本且不牺牲器件性能是器件结构与工艺设计的首要原则.人们在克服诸如器件小型化、集成化以及工艺兼容性问题等方面已取得了部分阶段性进展.本文从光源种类、光源波长与材料带隙的匹配和器件结构设计等方面出发,系统地介绍光激发气体传感器的研究现状,提供新的研究思路.

摘要：阐述了铜冶炼渣区别于铜原矿的特殊性质及当前铜渣浮选的问题,重点介绍了固体物理学中的能带理论体系为解决铜渣浮选问题提供的新思路。介绍了半导体的能带结构及检测手段;并由铜渣中常见4种硫化铜矿物黄铜矿、辉铜矿、铜蓝、斑铜矿的能带结构分析其电化学性质,由他们的电子态密度预测其浮选行为,发现辉铜矿中的铜原子具有最高的反应活性。通过捕收剂和各种矿物的静电位与费米能级推断它们相互作用后的产物,利用NPA电荷等分析证明了产物黄原酸盐反应活性优于双黄药,符合红外光谱等试验的结果。能带理论体系下的电子态密度、禁带宽度、费米能级、电荷布居数等体相性质参数能有效解释矿物的可浮性,以此可额外作为药剂与矿物作用效果的有力判据,从而使传统矿物基因数据库更为完备。离子型捕收剂的前线分子轨道与矿物的边缘能级之间有着密切的电子转移,根据前线轨道的形状与能量值比较同类药剂间捕收能力的大小;利用密度泛函法分析药剂对铁和铜的选择性差异的机理,以此筛选出高选择性与高捕收能力的基团,设计并优化新型捕收剂的构型。讨论了能带理论应用于铜渣浮选研究中的后续方向,致力于将更精确的能带检测方法与更高效的软件计算模拟相结合。

摘要：为提高电池稳定性及转换效率,设计结构为Au/HTL/CsPb(I_(1-x)Br_(x)_(3)/TiO_(2)/FTO的钙钛矿太阳能电池,探讨不同空穴传输层材料、吸收层禁带宽度、厚度及缺陷态密度对电池性能的影响。结果表明:以CuSCN作为空穴传输层时电池输出更佳性能;增大吸收层带隙导致吸收效率下降,降低了短路电流密度而使效率减小;增加吸收层厚度可促进器件对光子的有效吸收,但当吸收层厚度大于载流子扩散距离时,导致复合增加,器件性能有所下降;吸收层缺陷态的增多,导致载流子复合增强,限制了载流子的有效收集。优化后电池性能得到提升:开路电压为1.31 V,短路电流密度为19.27 mA/cm^(2),填充因子为83.71%,转换效率为21.14%,为实验上制备稳定、高效的新型钙钛矿太阳能电池提供理论指导。

摘要：报道了光存储效应在一种特殊设计的光存储单元Ⅰ Ⅴ特性上的响应 .当单元偏置在光存储模式下 ,越过禁带的光激发会产生一个台阶状的电流阶跃 .利用瞬态光电流测试装置测量电流阶跃处的瞬态响应 ,验证了“开关”光电流下降沿主要反映了光照消失后原先被存储起来的电子、空穴的衰变过程 .其时间常数是光存储时间的一种度量 ,而光照下所出现的台阶状电流阶跃则是光子存储效应在Ⅰ

摘要：基于真空热电子和热辐射器件模型,构建一类太阳能驱动热电子-热辐射耦合器件的理论模型.应用有限时间热力学、热电子发射和普朗克辐射理论,导出耦合器件的热平衡方程和能量转换效率表达式.首先,讨论热电子器件短路、热辐射器件开路、两子器件串联时的热学和电学性能,分析系统在最大效率时的参数特性.其次,确定两子器件独立运行时的系统最大效率和优化条件,揭示阳极板功函数、聚光器的聚光因子和光学效率对优化性能的影响.研究结果表明耦合系统在两子器件独立产生电能时的性能最优,可为聚光太阳能驱动热电转换系统的设计提供理论指导.

摘要：铁电半导体能够单片式集成半导体p-n结光伏与铁电体光伏,有望突破太阳能光伏电池能量转换效率的Shockley-Queisser理论极限.本研究采用Mn^(4+)、Co^(2+)等磁性离子替代技术在BiFeO_(3)系固溶体钙钛矿中成功创制出一系列窄禁带室温铁电半导体,应用传统固相反应法制备了0.50BiFeO_(3)-0.25A_(1)MnO_(3)-0.25A_(2)TiO_(3)(A_(1)=Ca、Sr、Ba,A_(2)=Sr、Ba、Pb)和0.49BiFeO_(3)-0.26BaTiO_(3)-0.25(Sr_(1–x)Ba_(x))(Co_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)单相钙钛矿陶瓷.室温拉曼散射光谱测试表明这些固溶体钙钛矿空间中心反演对称破缺,与应用Vegard规则估算它们是室温铁电相的结果一致.紫外-可见-近红外波段吸光度测试表明它们是禁带宽度E_(g)在0.75~1.0 eV的直接带隙半导体.变温电学测试表明其电阻率为~10^(6)Ωcm(40°C)量级、缺陷激活能E_(a)~0.5 eV.与卤化物钙钛矿相比,E_(g)~0.9 eV的BiFeO_(3)系固溶体钙钛矿对太阳能光谱的吸收已深入近红外波段.通过分析铁电半导体禁带宽度与磁性离子d电子组态、μ×r_(A)/r_(B)系综描述符(μ、r_(A)和r_(B)分别为原胞的约合质量、A位和B位离子半径)之间的因果关系,为下一步优选集成半导体p-n结光伏和铁电体光伏太阳能电池的功能元,提供了材料预测设计的物理模型.

摘要：采用第一性原理的方法优化设计ABX3钙钛矿晶体材料,对A位(A=CH_3NH_3^+、CH(NH_2)_2^+、(CH_3)_2NH_2^+、(CH_3)_3NH^+、(CH_3)_4N^+))、B位(B=Pb^(2+)、Sn^(2+))、X位(X=Cl^-、Br^-、I^-)位进行不同比例的掺杂或替换,系统探讨各位置取代对晶体结构稳定性和禁带宽度的影响,在此基础上进行材料筛选,寻找性能更优的ABX3型替换材料。

摘要：利用高禁带宽度的SiC材料,设计了一种基于SiC的NPN双极型晶体管,该晶体管采用多层缓变掺杂基区结构实现。在完成晶体管结构设计基础上,仿真分析了晶体管的直流电流增益、击穿特性以及频率特性。在工艺方面,设计完成了晶体管制备工艺流程与版图。仿真结果表明,SiC双极型晶体管具有击穿电压高(BV_(CEO)=900 V)、特征频率高(f_T=5 GHz),晶体管增益适中(β=33)等特点。