一、退火处理对掺铒氢化非晶硅悬挂键密度和光致荧光的影响（论文文献综述）
吴海刚[1]（2018）在《超支化聚缩水甘油醚分子作为药物载体和半导体杂质原子载体的研究》文中进行了进一步梳理超支化聚缩水甘油醚分子（Hyperbranched Polyglycerols,hbPGs）是一类具有三维结构、类树枝状框架的聚合物分子,具有合成可控、官能团活泼、粘度系数低、水溶性高及生物相容性好等特性,是一种优良的载体分子,在各个领域具有广阔的应用前景。本文拟以hbPGs作为载体,一方面携带药物分子,研究载体与客体分子之间相互作用机理,为实现可控药物释放提供理论基础;另一方面携带单个磷原子,结合分子自组装掺杂技术,在硅片表面控制磷原子掺杂位置,进而为实现大规模控制单个原子掺杂和单原子器件的制备提供有力支撑。论文通过合成单分散的hbPGs分子,表征hbPGs分子的化学结构、各单元组分、磷元素丰度等相关性质,结果表明hbPGs分子平均粒径约10 nm且均携带单个磷原子。1.在作为药物载体方面,研究通过将hbPGs分子溶解在DMSO溶液中包裹客体分子罗丹明B（RB）,实现药物承载,平均每个hbPGs分子负载达39个RB分子。论文进一步通过hbPGs与RB分子的氢-氢二维相关谱,发现hbPGs整体结构中与RB作用区域存在断层;通过修饰前后hbPGs与中性药物分子5-Fu的氢-氢二维相关谱,发现在水溶液状态下42.6%的T单元在hbPGs分子表面形成紧密层,阻挡药物分子的包裹与释放。实验结果为设计具有靶向性和应激响应性的药物运输载体奠定了基础。2.在半导体掺杂方面,论文研究首先将hbPGs分子在硅片表面通过自组装形成单层分子薄膜,然后高温退火将磷元素扩散到硅片中形成电学掺杂。研究进一步采用二次离子质谱和低温霍尔效应,研究磷原子在硅片中的电学激活率等相关性质。结果表明,hbPGs分子中的碳元素也在高温退火过程中,随磷元素一起扩散至硅衬底中,形成了C-P复合缺陷态,导致磷杂质表观电学激活率降低。为了提高磷元素的电学激活率,研究在覆盖SOG后、经氧气氛围下低温氧化去碳,避免在随后的高温退火过程碳元素污染。系统研究表明,低温预氧化方法能够除去绝大部分碳元素污染,从而大幅度提高磷元素表观电学激活率（69%）,为发展高性能单原子器件奠定了实验基础。
杨金荣[2]（2017）在《水分子诱导氢终止硅的老化及荧光光谱红移的理论研究》文中认为当前,硅团簇由于其价格便宜、无毒、生物相容性和巨大的硅基电子市场而引起了广泛的研究。尤其是,自从Canham在1990年发现了多孔硅可以发出荧光,且光照下硅团簇可以发射可调控的荧光波长,这使得光辐射硅团簇的荧光性能的发展和研究,可以潜在地应用于发光二极管、激光器、太阳能电池和荧光标签等。这些硅团簇应用的周围环境不可避免地存在于蒸气或溶液环境下。水分子是硅团簇合成过程、硅基生物传感器、硅基光发射器和硅太阳能电池的电极中特别常见的溶剂环境。最近许多实验研究表明水分子诱导场效应可以改变氢终止硅基衬底的导电性。此外,受水蒸气湿度影响的多孔硅表面的荧光光谱可用作湿度检测器,而且水蒸气环境下以硅团簇作为太阳能电池的电极更容易老化。在早期理论的研究中,主要集中在真空环境下硅团簇的荧光发射过程,然而实际上大部分实验或应用是在水溶液或水蒸气环境下进行的。一方面,水环境下的硅团簇的荧光机制并没有得到足够的认识。另外一方面,水环境导致硅基太阳能板老化的外部物理机制是未知的。因此,对于硅团簇应用过程中的一个关键问题就是在水环境下水分子如何通过影响硅团簇的电子结构,进而导致了其荧光光谱的变化和硅基太阳能板老化。利用含时密度泛函理论,我们分析了水分子团簇吸附在硅团簇表面的光学性质。研究结果表明水吸附在硅团簇表面对其吸收光谱的影响几乎可以忽略。相反的是,其荧光光谱显示,水分子的吸附导致了紫外光区域的光谱主峰相比真空环境的荧光光谱红移了大约30 nm。更有趣的是,当三个水分子和四个水分子团簇吸附在硅团簇表面上时,其荧光光谱展现一个双频带,有两个发射峰集中在紫外光区域366 nm和近红外区域510 nm。其背后的物理机制是,三个和四个水分子吸附在硅团簇表面提供了弱弹性反应的环境,导致硅团簇内存在自陷态激子。在该项研究中,我们不但发现了低潮湿环境下光激发硅团簇出现双频光发射峰,而且在其几何结构分析中发现Si-Si二聚体键被拉长进而形成一种弱键。这解释了最近的实验观察:（1）硅团簇在水蒸气环境中和水溶液环境下的不同荧光现象;（2）在氢终止硅电子器件的光诱导降解过程中有大量的弱硅硅键存在。我们细致地研究了水吸附在硅团簇的荧光现象,这不仅从分子尺度理解了硅团簇的荧光机制,而且揭示了水分子与硅团簇之间的相互作用对基于硅涂层的光电子器件和硅团簇荧光标记具有重要的影响。基于含时密度泛函理论模拟硅团簇在光辐射下的激发态结构,我们发现水分子吸附在硅团簇的表面会显然改变硅团簇的硅硅键长,进而加速硅光诱导老化。太阳能板的光吸收效率和稳定性会极大地影响它的成本和实际的运行,而太阳能板的老化是决定其稳定性的关键因素之一。特别地,由光诱导硅基太阳能电池老化（LID）的现象被称为Staebler-Wronski效应（SWE）,降低了光子能量从太阳光到电能的转换效率。自从1970年代以来,随着硅太阳能板的巨大需求和成本控制的下降,硅太阳能板的光诱导老化问题一直是当前研究的热点。众多的科学家为阐述光诱导老化提出了相应的物理模型,比如氢复合模型、氢碰撞模型、硅悬键缺陷模型和表面微孔模型。而在这些模型中,光诱导老化的物理机制主要是集中在太阳能板的内部老化,到目前为止,外部环境引起的光诱导老化的物理机制依然是未知的。硅太阳能板和硅基电子器件的周围的水蒸气作为一种自然环境。许多的实验结果显示在光辐射和水蒸气环境下的太阳能板和硅基电子器件更加容易老化。例如,美国新能源国家实验室的研究报道发现通过控制周围的湿度环境能够有效的减少硅基光电子模块的老化。然而水环境下氢终止硅光诱导老化微观机制依然是模糊不清。硅团簇的电偶极矩在基态是0.1 Debye,当光照射硅团簇后形成激子时,这使得硅团簇的电偶极矩被增加到4.4 Debye。所以当硅团簇处于激发态时,强偶极的水分子与强偶极的硅团簇存在强耦合的相互作用,导致在水环境下硅硅键相比真空环境下的硅团簇被拉的更长。有趣的是,水分子导致硅硅键的拉长使得空气的氧气分子可以更容易攻击硅硅键,进而通过氧化反应生成Si-O-Si化学键。这种外部环境导致的硅老化机制与由亚稳态氢复合引起的内部光诱导老化机制是完全不同的。量子动力学模拟结果显示水环境下硅老化机制的细节,在水分子吸附硅团簇表面时,150 fs内氧气分子解离,紧接着与硅硅键发生化学反应。但是在真空环境下氧气分子并不会攻击硅硅键。通过过渡态计算硅老化路径进一步确认该过程,我们发现真空环境下的氧气氧化弱硅硅键的反应能垒为13.0kcal/mol,而水分子吸附使得反应能垒降到4.0 kcal/mol。此外我们也进一步考虑了硅团簇的尺寸大小和无序对硅光诱导老化的影响。我们不仅从分子尺度上揭示水蒸气环境下硅团簇的光诱导老化机制,而且对真实环境下硅太阳能板光诱导老化的控制有很好的理论指导。
张晓伟[3]（2016）在《共掺硅基复合薄膜发光特性及纳米结构生长过程的原位研究》文中进行了进一步梳理随着美国英特尔公司在“2016英特尔信息技术峰会”中宣布10纳米芯片制造工艺将在2017年下半年开始投产,集成电路的集成度越来越高,器件的特征尺寸不断缩小,将逐渐接近其物理极限,因此集成电路的进一步发展遇到了极大的挑战。将先进的光子学器件与成熟的微电子集成电路技术相结合,被认为是推动摩尔定律发展的有效技术方案。目前,如何克服硅的间接带隙能带结构,获得高效、稳定的硅基光源是实现硅基光电集成的关键课题之一。通过掺杂调控,即在硅基薄膜中引入合适的杂质作为发光中心,进而获得能满足光互连需求的光电子发光器件是当前人们十分关注的前沿课题。本论文在实验室先前研究的基础上,针对硅基发光材料发光效率低这一关键问题,在硅基薄膜中引入稀土离子、过渡金属离子作为近红外发光中心,同时在硅基薄膜中原位生长高密度、尺寸可控的半导体氧化物量子点作为敏化剂,通过有效的能量传递过程来提高材料的发光效率。在实验上利用基于旋涂技术的溶胶凝胶法制备了宽带隙半导体量子点（ZnO量子点、In2O3量子点、SnO2量子点）共掺非晶SiO2薄膜,通过多种技术手段对材料的微结构进行表征,在实验上实现了在光泵浦及电注入条件下,近红外发光强度显着的提高,并对其中的发光机制及能量传递机制进行了深入分析。论文的主要内容与结果如下:在实验上,利用基于旋涂技术的溶胶凝胶法结合限制性晶化原理制备了宽带隙氧化物量子点（ZnO量子点、In2O3量子点、SnO2量子点）共掺非晶SiO2薄膜。通过多种技术手段对硅基薄膜的结构进行了表征。通过控制合成工艺,我们得到了一种3到20纳米尺寸可控、高密度的半导体量子点掺杂非晶SiO2薄膜的制备方法。进而,我们观测到宽带隙氧化物半导体量子点强的荧光发射,并且其发射谱随量子点尺寸变化而变化,显示出通过尺寸调控量子点能带结构的特性,这为其作为稀土离子与过渡金属元素敏化剂提供了先决条件。通过对ZnO、In2O3和SnO2等不同半导体氧化物量子点的结构表征及荧光特性分析,我们发现SnO2量子点在非晶SiO2薄膜中的高温结构稳定性最好。随后,我们选取平均直径5.2纳米的SnO2量子点作为敏化剂,使得稀土 Eu3+离子在613纳米处的可见荧光强度增强了两个数量级、稀土 Er3+离子在1540纳米处的近红外荧光强度增强了三个数量级。荧光发射谱中特征发光峰增强以及荧光激发谱中敏化剂相关激发峰的出现,均证实了 SnO2量子点与稀土 Eu3+离子/Er3+离子之间存在着能量传递过程。变温的荧光发射谱中,稀土Eu3+离子来自电偶极跃迁与磁偶极跃迁的特征发光峰强度比例有所变化,证实了稀土Eu3+离子在足够的退火温度和氧化物掺杂浓度下能够掺入SnO2量子点晶体结构之中,这将大大提高共振能量传递的效率。瞬态荧光发射谱分析了 SnO2量子点单掺及其与稀土 Er3+离子共掺情况下,不同的缺陷态发光荧光寿命,经计算,SnO2量子点与稀土 Er3+离子之间的共振能量传递效率高达63.4%。这个结果远高于目前实验上报道的43%的ZnO量子点到稀土 Er3+离子的能量传递效率与21%的In2O3量子点到稀土 Er3+离子的能量传递效率。在此基础上,通过热蒸发铝电极、电子束蒸发ITO出光电极,设计了基于SnO2量子点与稀土 Er3+离子共掺非晶SiO2薄膜的电致发光原型器件。Ⅰ-Ⅴ测试表明,载流子的输运符合空间电荷限制电流（SCLC）模型。通过5纳米SnO2量子点的引入,稀土 Er3+离子的近红外电致发光效率增强了 16倍。与此同时,器件的开启电压大幅度减少,显示出良好的电致发光特性,为硅基光电集成中近红外高效硅基光源的实现提供了一条可能的技术途径。与此同时,我们采用半导体集成工艺兼容的PECVD技术结合离子注入技术制备了过渡金属铋离子掺杂富硅二氧化硅（SiO0.732）薄膜。高温退火后,由于限制性晶化原理,非晶硅基薄膜中形成了尺寸可控的高密度2至5纳米的硅量子点。经XPS测试,硅氧比为1:0.732。经拉曼散射光谱测试,富硅二氧化硅薄膜中形成了高密度的纳米硅量子点,晶化率为35.8%。作为敏化剂的硅量子点的尺寸可根据退火温度的变化精确可调,进而可使其能带结构与发光中心的吸收峰匹配;作为发光中心的铋离子的掺杂浓度可根据离子注入剂量精确可调,可有效地避免浓度淬灭效应。通过引入平均为4纳米的硅量子点,铋离子在1150纳米处的近红外发光强度显着了 60倍。瞬态荧光谱测试证实了两者存在着共振能量传递过程。根据Fuchtbauer-Ladenburg理论计算,近红外发射截面与荧光寿命乘积高达4.2X10-23 cm2s,预示了铋离子与Si量子点共掺杂硅基薄膜是一种有希望的硅基近红外光源材料。在国家留学基金委的资助下,2014年9月至2016年8月,论文作者在美国加州大学伯克利分校进行博士生联合培养项目。期间,采用先进的微纳加工手段,如氮化硅薄膜淀积、光刻、等离子体刻蚀、湿法刻蚀、二次光刻、金属淀积、剥离、对准、封装等半导体工艺,制备能承重液体的原位TEM载网（Liquid cell TEM）。以此为基础,通过美国国家电子显微镜中心（NCEM）中先进的透射电子显微镜,对铂铁核壳结构量子点的成核、生长过程进行了液相原位TEM观测。进而,对异质结构核壳量子点的结构演变机制进行了总结。
林涛[4]（2013）在《面向新型光电器件的硅基纳米材料的制备及特性研究》文中提出硅是构成当代微电子器件和太阳能电池最基本的材料。随着半导体技术的不断发展,半导体器件的特征尺寸也随之不断缩小,已经逐渐趋近了理论的“物理极限”;但是人类对体积更小、速度更快、功耗更低的信息工具的追求永无止境。在硅基半导体器件中使用光子代替电子作为信息传输的载体,将半导体光电器件与当今成熟的半导体微纳加工工艺结合在一起,构建单片光电集成电路是未来可能的解决途径之一。另一方面,对新能源的渴求驱使人们不断探索新的方法突破硅基太阳能电池的Shockley-Queisser极限,而利用能带工程和光学操纵,基于硅基纳米材料来拓宽电池的光谱响应范围是当前提高电池的转换效率的研究热点之一。因此,对硅基纳米光电子材料和器件的研究已经成为当今发展最为迅猛的领域之一。本论文针对新型硅基纳米光电子材料的合成与物理性质展开了研究,通过探索新型合成技术、表面功能化及掺杂工艺来改善硅基纳米材料的表面态,提高其光吸收与辐射复合效率等光电性质,进而设计和制作了相应的光电原型器件并研究了器件性能。论文主要包括以下内容和成果:1.利用三步式的气相高温结晶反应和液相刻蚀、催化反应相结合的方法制备了表面功能化的,且尺寸可控的胶态硅量子点。通过实验探索,在激光诱导高温裂解硅烷的气溶胶反应中确定了优化的制备条件和参数,制备出平均粒径为15nm的硅纳米晶体颗粒,并且产率达到了宏观尺度的0.5g/hr;然后通过液相刻蚀技术获得了在15-1.5nm范围内尺寸可控,且表面为清洁Si-H键的硅量子点。在实验中观测到,当量子点尺寸在5-1.5nm范围内变化时,发光波长从700nm红光蓝移到500nm绿光范围,这可以归结为我们制备的胶体硅量子点表面被很好的钝化,因而可以观测到由于量子限制效应所导致的带-带跃迁发射的光子能量随尺寸的变化;通过选取不同的表面基团前驱物参与紫外光催化的氢化硅烷化反应对清洁表面的硅量子点进行表面功能化,获得了具有高度化学稳定性与发光稳定性的功能化硅量子点。2.在探索硅量子点表面功能化的过程中,发现了对乙烯基对硫化物（DADS）可以作为优良的表面功能基团前驱物对硅量子点进行表面功能化,并获得了浓度达30mg/mL,具有高度化学稳定性的硅量子点“墨水”（silicon nano-ink）。使用旋涂工艺在空气环境下制备了基于硅量子点的光电二极管原型器件。器件以硅-铝电极间形成的肖特基结结构为基础,实验发现,当在器件中的硅与ITO层之间加入PEDOT:PSS薄有机聚合物层后,器件的性能有了明显地提高。根据Ⅰ-Ⅴ特性,证明了在光照条件下,器件中形成了 0.27V的内建电场。这使得器件即使在0.1V很低的工作电压下,对模拟太阳光也具有非常灵敏的光电流响应,光/暗电流强度比达到700:1。全光谱响应测试结果表明,器件有较窄带宽的紫外范围光响应,而对可见与红外范围光响应率很低。在波长为310nm附近峰值光响应率达到0.02A/W,因此具有高紫外光响应和可见-红外光屏蔽的特点。由于DADS基团对硅量子点形成了良好的表面包裹,器件表现出优良的空气稳定性,显示出DADS功能化的胶态硅量子点在新型光电器件方面具有很好的应用前景。3.常温常压下使用液相化学方法直接合成了平均粒径为2.8-3.6nm的SnO2纳米颗粒。通过后退火处理可以获得尺寸在3-20nm范围内变化的SnO2纳米晶体颗粒。进而使用溶胶-凝胶方法、旋涂和后退火工艺合成了 ZnO,In2O3,SnO2等氧化物半导体量子点原位掺杂的二氧化硅薄膜。在适当的掺杂浓度和后退火温度下,二氧化硅基质中能够形成晶化良好,平均尺寸与激子玻尔半径接近的氧化物半导体量子点。PL谱测试结果显示,镶嵌于二氧化硅中的金属氧化物量子点具有与分立的量子点类似的带-带跃迁吸收和表面缺陷态发射性质。同时在光吸收谱实验中观察到由于量子限制效应,量子点的吸收边随着尺寸变化而移动的现象。4.合成了金属氧化物量子点（SnO2,In2O3）与稀土离子（Eu3+,Er3+）共掺的二氧化硅薄膜。在使用溶胶-凝胶法合成的二氧化硅材料中,稀土离子的最高激活浓度达到2-3mol%。通过将SnO2或In2O3量子点作为敏化材料加入二氧化硅薄膜,观察到不同稀土离子的本征荧光强度在各自最优条件下均发生了两个数量级以上的增强。通过对稳态PL谱的系统研究,证实了在金属氧化物量子点与稀土离子之间存在着与浓度相关的共振能量传递关系;铕离子在适宜的退火温度和氧化物掺杂浓度下能够掺入SnO2量子点晶体结构之中,并引起铕离子不同特征发射峰相对强度的变化,从而提高能量传递效率;变温荧光谱和瞬态荧光谱结果表明,在各自最优条件下,In2O3量子点到稀土铒离子的Forster能量传递效率约为20%,SnO2量子点到稀土铒离子的Forster能量传递效率约为63%。这可以归结为部分铒离子掺入SnO2量子点中因而缩短了两者之间的平均距离,以及更高的退火温度下,SnO2量子点与铒离子共掺的二氧化硅薄膜有更低的-OH浓度这两者的共同作用结果。
周生[5]（2013）在《硫化锌纳米材料的制备、掺杂与发光性能的研究》文中指出制备条件及掺杂对ZnS纳米材料的荧光性能有着极大的影响。通过实验探索各种制备条件和掺杂对ZnS纳米颗粒荧光性能的影响,来优化这种纳米材料的荧光性能具有很强的现实意义；同时可以更好的理解纳米材料荧光作用的原理。本文通过低温固相法合成闪锌矿结构的氧掺杂ZnS纳米颗粒,氯掺杂ZnS纳米颗粒,通过X射线衍射（XRD）探析其结构,测量其PL谱以研究其荧光性能,并使用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对其表面形貌进行分析,从而研究温度、反应时间、气氛条件、掺杂及退火对其荧光性能的影响。本论文的主要研究结果如下：（1）发现ZnS：O纳米颗粒的最佳制备条件为真空中,130℃条件下反应3h；最佳退火条件为氩气中100℃条件下退火30min。（2）制备ZnS：Cl纳米颗粒过程中,发现反应物中NH4Cl比例为0.06时,ZnS：C1纳米颗粒的荧光性能改善的程度最大,通过XPS测试得到此时C1的含量约为5.6%；在空气中,110℃条件下,最佳退火时间为30min。
张莉[6]（2012）在《硅纳米晶体的表面改性及其在太阳电池中的应用》文中指出与体硅材料相比,硅纳米晶体具有量子限域效应和多激子等效应,因而具备独特的电、光学特性,给太阳电池的发展注入了新的活力。硅纳米晶体能够以多种方式应用于太阳电池中：其一,利用硅纳米晶体制作新型太阳电池,比如多激子太阳电池、中间态太阳电池和热载流子太阳电池等；其二,将硅纳米晶体与传统太阳电池相结合,通过减反射和下转换等作用提高太阳电池效率；此外,硅纳米晶体也可与有机物或无机物相结合,制备具有复合结构的太阳电池。但硅纳米晶体的稳定性不好,易被氧化,难均匀分散在常规溶剂中,这两个因素制约了硅纳米晶体的广泛应用。本文的工作,集中解决如何通过表面改性抑制硅纳米晶体的氧化,改善它在溶剂中的分散性,最终,将经过表面改性的硅纳米晶体用于提高传统晶体硅太阳电池的效率。首先,利用等离子体硅纳米晶体合成系统制备硅纳米晶体。通过改变气体流量、等离子体气压等参数调节硅纳米晶体的尺寸,最终实现硅纳米晶体的光致发光峰位可调。随后,利用苯乙烯、十二烯和十八烯对硅纳米晶体进行表面改性。我们发现碳链越短,改性越容易进行,有机基团在硅纳米晶体表面覆盖率越高,改性后的硅纳米晶体的荧光量子效率越高。当改性时间过长,链接在硅纳米晶体表面的有机基团因空间位阻发生结构重排,在硅纳米晶体表面引入非辐射复合中心,导致硅纳米晶体的量子效率下降。氢化硅烷化反应只可抑制,但不能完全避免硅纳米晶体被氧化。将改性后的硅纳米晶体存放在空气中,硅纳米晶体仍会被缓慢氧化；氧化后硅纳米晶体的发光峰位发生蓝移,而荧光量子效率会受到悬挂键被钝化和取代基团之间相互作用导致结构畸变这两个因素的影响,表现出先升高后降低的变化趋势。最后,分别利用苯乙烯和十八烯改性的硅纳米晶体配制硅墨水。通过喷墨打印的方式,将硅墨水有效沉积在太阳电池表面,形成具有多孔结构的硅纳米晶体薄膜。印刷硅墨水后,太阳电池在短波段（300-400 nm）和长波段（640-1100nm）的反射率降低（光吸收增强）。而太阳电池的外量子效率则受到硅纳米晶体薄膜的减反射、硅纳米晶体对短波长光的吸收和下转换等因素的影响,在短波和长波段有不同程度的提高。对于用苯乙烯改性的硅纳米晶体配制的硅墨水,太阳电池效率的相对提高值最高达到1.54%（电池效率从17.10%上升到17.36%）。对于用十八烯改性的硅纳米晶体配制的硅墨水,太阳电池效率的相对提高值最高达2.02%（电池效率从17.19%上升到17.53%）。
章新栾[7]（2011）在《掺铒氧化铝/硅多层薄膜发光特征的研究》文中提出铒离子内层4f电子的发光波长位于1.54μm,该波长对应于石英光纤的最小损耗窗口,因此硅基掺铒发光薄膜在光互连和光电集成方面的应用引起了很大的研究兴趣。以纳米晶硅为感光剂来增强铒离子的发光得到广泛的研究,通常需要一个较高的退火温度（>900℃）来生成纳米硅,而且用纳米硅来增强铒离子在氧化铝中发光的相关研究比较少。本论文采用脉冲激光沉积制作了掺铒氧化铝／硅多层薄膜高效发光材料以及器件,在低温退火下得到了纳米晶硅,并利用纳米硅作为感光剂有效地增强了铒离子在氧化铝中的发光。通过对比掺杂铒和未掺杂铒的样品,我们发现由于在PLD淀积过程中产生的高能量的铒原子渗入了硅层,引入了额外的应力,使得纳米硅在低的退火温度下形成。使用拉曼散射、X射线衍射和高分辨率透射电镜对样品的微观结构给予全面的表征,同时也对纳米晶硅的形成给出了强有力的证据。通过光致发光、光致荧光激发谱、时间衰减谱等测量,我们研究了多层膜的光致发光特性。结果表明引入纳米硅作为感光剂,大大地增强了铒离子的发光。最优化的Er3+发光强度在退火温度在600℃左右得到,在更高的退火温度下变弱。退火温度对发光的影响的研究表明,高密度的小尺寸的纳米硅,较小的纳米硅和铒离子的距离,以及Er3+的良好的发光环境是实现优化发光的关键。我们在多层薄膜样品的表面蒸镀了一层银膜,引入表面等离激元进一步增强了铒离子的发光。另外我们用多层薄膜材料制备了MIS结构电致发光器件,掺铒的氧化铝／硅多层薄膜器件在室温下得到了较好的铒电致发光。我们的研究结果表明铒掺杂的氧化铝／硅多层薄膜材料可能成为将来的低功耗的硅基红外发光光源的一个很有应用前景的备选材料。
杨沁玉[8]（2011）在《等离子体沉积Si/SiOx纳米颗粒薄膜及发光特性的研究》文中研究指明硅是世界上矿藏最丰富,微电子工艺最成熟,光电集成最理想的半导体材料。但是由于硅是间接带隙光电材料,跃迁几率很低,引起硅的发光效率很低,并且发光不稳定,因此硅基发光一直是硅光电集成中最重要的难题。1990年,T.Canham第一次发现了多孔硅在室温下可以产生很强的光致发光现象,并且发射能量大于块体单晶硅的带隙宽度,这使人们意识到具有微纳米结构和丰富表面态的硅材料可以克服块体单晶硅直接窄带隙宽度难以发光的缺陷,就此开创了微纳米硅基光电薄膜材料的研究。而目前电化学等湿法制备不能满足这一工业要求,故对新的制备方法的探索就显得尤为迫切。等离子体沉积（PECVD）是微电子工业薄膜制备常用技术,其中近常压环境中等离子体沉积的方法具有薄膜性能优异且可控,设备简单,成本低,清洁环保等优势,用其制备具有荧光特性的量子结构与表面态结构的Si/SiOx薄膜己成为目前硅基光电薄膜材料的研究热点。本文在近常压环境中,将等离子体放电区域和沉积区域分开,在沉积区加载负偏压对沉积过程进行调节。改变放电参数和偏压条件可以实现对薄膜的形貌,结构以及发光特性的有效控制,成功制备出大面积具有网孔结构的Si/SiOx薄膜。由于气压条件和沉积过程的特殊性,制备出的薄膜既有很高的孔隙率,又同时具有纳米颗粒结构,且表面态丰富,并观测到了良好的荧光特性。论文的研究主要包括以下三部分：第一部分：以多孔纳米结构为目标,设计新的实验方法将等离子体放电区与沉积区分开,并对其放电特性进行研究为制备出具有多孔特性的Si/SiOx纳米发光薄膜,PECVD过程在近常压环境中进行,并对电极形式进行改进,将等离子体放电区域和沉积区域截然分开,同时在沉积区加载负偏压对沉积过程进行调节。等离子体沉积纳米硅基发光薄膜的过程中,等离子体的放电特性与薄膜的生长过程紧密相关,同时极大的影响着薄膜的结构及发光特性。因此,我们在论文的第三章对实验用不同放电形式下的放电特性进行了系统的研究。研究发现：高频介质阻挡放电（DBD）在近常压环境中的放电以多电流脉冲的丝状放电为主,升高放电电压,放电的均匀性也随之提高。低气压环境中的射频（RF）射流放电类似于辉光放电,放电开启电压较高频DBD放电大幅降低,且均匀性随放电功率明显提高。发射光谱研究表明,在本文讨论的放电电压范围和功率的范围内,高频DBD放电的电子温度低于1eV,而RF射流等离子体中的电子温度可达1.4-1.8eV。论文第四章用PIC模型对放电过程的数值模拟补充了实验无法测量空白,高频DBD放电模拟结果显示,偏压的引入改变的电场、电势等的分布,成为调节薄膜结构、性质的有效手段,用“裂解后的离子在偏压场中被极化”的观点成功地解释了这种现象。第二部分：实验条件对薄膜的结构、性质调控的研究论文第五章对薄膜表面形貌的SEM,TEM以及FESEM等测试表明,高频DBD放电沉积的薄膜多孔蓬松,加入偏压调节后,空隙率随偏压增大而增大。RF射流放电沉积的薄膜致密紧实,有Si的纳米晶颗粒镶嵌其中。FTIR, EDS,拉曼以及XPS结果显示,近常压环境的梳状放电沉积的薄膜以Si-O-Si为主,在低偏压,低占空比时有少量Si-Si存在,Si-H的含量随偏压和占空比升高而减少。低气压射流放电沉积的薄膜中的Si-O-Si随功率明显减少,Si的纳米晶体颗粒在较高的功率下出现。第三部分：沉积薄膜发光特性及发光机理的研究论文第六章对不同薄膜的PL和CL发光特性进行研究,结果显示：近常压环境中沉积薄膜在紫外光和高能电子的激发下发出蓝光,PL和CL峰的位置不随偏压和占空比升高改变,但是强度却大大提高。较高占空比下沉积薄膜的CL谱有新的发光峰出现,退火后PL峰也明显蓝移。低气压射流放电沉积薄膜的PL也出现较大的蓝移,且强度随放电功率减小。论文第七章的分析表明,Si的纳米晶体颗粒的量子限域效应,量子限制发光中心模型、和由H有关的发光基团可以解释每个发光峰的发光机理。
黄香平[9]（2010）在《硅薄膜微结构及悬挂键缺陷研究》文中进行了进一步梳理作为目前最具有发展前景的硅基薄膜太阳电池,具有原材料取之不尽、用之不竭、分布广泛、绿色环保以及成本低廉等优点,因此得到广泛的研究与应用。硅薄膜的结构缺陷显着影响薄膜太阳能电池的性能。硅薄膜在制备过程中往往存在晶粒间界、微空洞、悬挂键等缺陷。X射线小角散射（SAXS）已经证实了薄膜中微空洞的存在,晶界缺陷可由TEM及HR-TEM观察到,而硅薄膜中最通常的缺陷是悬挂键缺陷。悬挂键缺陷的存在对太阳电池性能的影响很大,极易成为电子和空穴的额外复合中心,使得电子的俘获截面增大、寿命下降,影响电池性能的稳定性。悬挂键中的电子是未配对的,存在自旋,电子自旋共振技术（ESR）测得在蒸发和溅射法制备非晶硅中,自旋密度达到1020 cm-3,表明悬挂键缺陷的浓度是相当高的。无掺杂的非晶硅中的悬挂键密度很高（1018cm-3或更高）,电学性能很差,不能满足器件的应用要求。因此硅薄膜中悬挂键及相关缺陷的研究是十分必要的。本论文采用ECR-PECVD、ArF准分子激光晶化、中频磁控溅射等方法制备硅薄膜,采用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、喇曼光谱（Raman）、傅里叶红外光谱（FTIR）、电子自旋共振波谱（ESR）等检测手段,对薄膜的相结构、结晶状态、氢含量及悬挂键密度进行观察分析。了解硅薄膜中结晶度,氢含量及悬挂键密度对硅薄膜的影响规律,以寻求稳定化处理方法和工艺。实验结果表明,利用ECR-PECVD方法在Si基片上沉积Si薄膜,当Ar流量为70 sccm时,薄膜的悬挂键密度达到最小值4.42x 1016cm-3,且此时的氢含量也接近10 at.%,结晶度约为50%。得出最佳Ar流量值为70 sccm。本实验参数条件下,ArF激光表面处理的硅薄膜的悬挂键密度比未经过激光处理的悬挂键密度降低将近一个数量级。本实验参数下利用中频磁控溅射法在硅基片（100）及普通玻璃基片上制得硅薄膜,得出Si基片上制得的硅薄膜的悬挂键密度较普通玻璃上制得的硅薄膜的悬挂键密度低。
何波[10]（2010）在《新型硅基SINP异质面蓝紫光电池及SIS异质结光电器件的研究》文中研究表明为了不增加电池制造工艺的复杂性,同时又能有效地提高硅光电池在蓝紫光波段（400～600nm）的量子效率。根据半导体能带工程,我们独创性地设计并采用工艺优化的射频磁控溅射ITO减反射/收集电极膜且结合热扩散磷形成浅结、低温热氧化生长超薄SiO2层技术,在p型晶硅衬底上成功制备了高量子效率的蓝紫光增强型SINP异质面光电池（SINP是semiconductor/insulator/np结构的缩写）。另一方面,根据优化的直流磁控溅射、直流反应磁控溅射AZO薄膜工艺条件,并用低温热氧化生长超薄SiO2层在p型晶硅衬底上成功制备了新型SIS异质结光电器件（SIS是semiconductor/insulator/semiconductor结构的缩写）。通过X-光衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、紫外-可见光透射谱（UV-VIS）,以及霍尔效应（Hall effect）测量方法,表征了射频磁控溅射ITO薄膜;直流磁控溅射、直流反应磁控溅射AZO薄膜的微结构、光学与电学特性。系统地研究了基片温度对ITO、AZO薄膜微结构、形貌、电学、光学性能的影响及机制。我们对制备得到的SINP硅光电池及SIS异质结器件I-V、C-V及光谱响应特性进行了详细地测试、分析与探讨,获得了以下主要结果:1.磁控溅射沉积的ITO薄膜结晶度高,并且具有较高的紫外—可见光透过率及优异的电学性能。系统研究了基片温度对射频磁控溅射ITO薄膜微结构、电学及光学性能的影响及机制。结果表明,当基片温度为480℃时,ITO薄膜性能最好,电阻率为9.42×10-5Ω·cm,载流子浓度高达3.461×1021/cm3,霍尔迁移率为19.1 cm2/V·s。ITO薄膜在可见光区域具有高的透射率,在95%以上。ITO薄膜为多晶晶体薄膜,具有高度（222）择优取向,结晶质量好。ITO薄膜在晶硅衬底上具有良好的钝化和减反射效果,尤其是在300～500nm紫外至蓝光区域。2.用X射线光电子能谱（XPS）对500℃不同氧化时间的超薄氧化硅层及SINP结构光电池样品成分、化学态进行分析。表明表面层中存在非化学态成分。3. SINP蓝紫光电池具有优异的整流特性及暗电流机制。室温下±1V时,SINP蓝紫光电池整流比为324.7,二极管理想因子n=1.84,AM1.5 100 mW/cm2光照下,光电转换效率η=12.26%。由于在SINP结构中,光电流可以通过高结晶度、高载流子迁移率的ITO薄膜横向输运,避免了高磷浓度n发射区中横向输运的复合,降低了发射区横向电阻影响引起的功率损耗,新型SINP蓝紫光电池短路电流密度高达JSC=38.7 mA/cm2,显示出良好的光伏特性。在500nm波长,蓝紫光增强型SINP光电池外量子效率及响应率高达70%及285 mA/W;在800nm波长,峰值响应率为487 mA/W。最近研制的采用60Ω/□n+—型发射极的浅结SINP光电池进一步提高短波光谱响应,蓝紫光灵敏度极高。器件光谱响应拟和计算结果表明,新型SINP蓝紫光电池的高量子效率得益于浅结,以及高导电率和对蓝紫光具有良好减反射效果的ITO薄膜的应用与结合。具有高蓝紫光以及其它可见光波段的光谱响应和光电转换的增强效果,是该器件的主要特征。其较高的短路电流密度,适合于发展成为新型结构的硅基太阳能电池。4.以ZnO和Al2O3烧结的陶瓷靶,用直流磁控溅射工艺在玻璃基片上沉积出高质量的AZO薄膜,系统研究了不同基片温度对薄膜微结构、电学和光学性能的影响。当基片温度为480℃时,AZO薄膜性能最好,电阻率为3.483×10-3Ω·cm。AZO薄膜在可见光区域具有高的透射率,在90%左右。AZO薄膜为微晶晶体薄膜,具有高度（002）择优取向,结晶质量好。5.以高纯度（99.99%）的锌铝合金（wt.98% Zn+wt.2%Al）靶,氩气和氧气为溅射工作气体,用直流反应磁控溅射工艺在玻璃基片上生长出高质量的AZO薄膜。系统研究了基片温度对直流反应磁控溅射AZO薄膜微结构、电学及光学性能的影响及机制。当基片温度为480℃时,AZO薄膜性能最好,电阻率为4.973×10-4Ω·cm,载流子浓度高达1.103×1021/cm3,霍尔迁移率为11.4 cm2/V·s。AZO薄膜在可见光区域具有高的透射率,在90%以上。AZO薄膜为六角纤锌矿结构的微晶晶体薄膜,具有高度（002）择优取向,结晶质量好。6. SIS异质结器件良好的整流特性表明AZO和p—Si间形成高质量的异质结二极管,在反向偏压下获得明显的光电流。通过对几种磁控溅射方法制备AZO薄膜及SIS异质结器件光电性能的比较可知,由于直流反应磁控溅射高结晶度、高导电率的AZO薄膜作AZO/SiO2/p-Si SIS异质结结构器件的发射极和顶层大面积透明收集电极,大量的光生载流子可以轻易地流过直流反应磁控溅射AZO薄膜进入Cu金属电极而收集到,从而在反向偏压下直流反应磁控溅射AZO/SiO2/p-Si SIS异质结比直流磁控溅射AZO/SiO2/p-Si SIS异质结可获得更高的光电流。通过射频磁控溅射沉积一层高导电率的ITO透明电极薄膜在直流磁控溅射AZO/SiO2/p-Si SIS异质结结构上,将会使异质结光电性能得到很大改进。因为高导电率的ITO薄膜极大地改善了AZO/SiO2/p-Si SIS异质结顶层电流输运结构,可收集到更多的光生载流子,所以在反向偏压下显示了明显的光电转换特性,可获得最高的光电流。SIS异质结不仅具有一定的光生伏特效应,而且在反向偏压下显示出很高的光电流。可以成为低成本的太阳电池及性能优良的紫外—可见—近红外增强型广谱光电探测器。
二、退火处理对掺铒氢化非晶硅悬挂键密度和光致荧光的影响（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、退火处理对掺铒氢化非晶硅悬挂键密度和光致荧光的影响（论文提纲范文）
（1）超支化聚缩水甘油醚分子作为药物载体和半导体杂质原子载体的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 超支化聚缩水甘油醚的性质及合成方法 |
| 1.2.1 hbPGs分子结构 |
| 1.2.2 hbPGs合成策略 |
| 1.2.3 hbPGs阴离子开环聚合反应机理 |
| 1.3 hbPGs在生物材料领域的应用及前景 |
| 1.3.1 hbPGs生物相容性 |
| 1.3.2 hbPGs作为药物载体的应用 |
| 1.3.3 hbPGs在材料表面修饰的应用 |
| 1.3.4 hbPGs作为抗炎症抑制剂 |
| 1.4 半导体可控掺杂现状及前景 |
| 1.4.1 晶体管发展现状 |
| 1.4.2 硅基掺杂研究现状 |
| 1.4.3 基于单原子器件发展及前景 |
| 1.4.4 基于有机载体的分子自组装掺杂 |
| 1.5 选题的意义及研究内容 |
| 1.5.1 选题意义及研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 hbPGs包裹药物分子性质探究 |
| 2.0 前言 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.1.1 实验试剂及仪器 |
| 2.1.2 实验步骤 |
| 2.2 实验结果与讨论 |
| 2.2.1 hbPGs分子结构表征 |
| 2.2.2 细胞成像 |
| 2.2.3 FAM-hbPGs滴定罗丹明B实验 |
| 2.2.4 hbPGs与RB相互作用UV-vis吸收光谱 |
| 2.2.6 FAM-hbPGs与RB氢-氢二维相关谱 |
| 2.2.7 FAM-hbPGs@RB在D_2O溶剂中氢-氢二维相关谱 |
| 2.2.8 小分子修饰的hbPGs分子细胞毒性研究 |
| 2.3 章节小结 |
| 第三章 hbPGs作为半导体掺杂原子载体合成及表征 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 实验试剂及仪器 |
| 3.2.2 实验步骤 |
| 3.2.3 表征方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 以三(4-羟基苯基)氧化磷为起始核合成hbPGs分子 |
| 3.3.2 以二苯基蒽醌氧化磷为起始核合成hbPGs分子 |
| 3.4 本章小节 |
| 第四章 hbPGs在硅材料表面分子自组装掺杂中的应用研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 实验试剂及仪器 |
| 4.2.2 实验步骤 |
| 4.2.3 表征方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 基于羧基化硅表面的hbPGs分子自组装掺杂研究 |
| 4.3.2 基于硅氢化表面直接固定hbPGs分子 |
| 4.3.3 hbPGs在硅表面自组装机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 hbPGs分子自组装掺杂过程中除碳的应用研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 实验试剂及仪器 |
| 5.2.2 实验步骤 |
| 5.2.3 表征方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 hbPGs热重分析研究 |
| 5.3.2 hbPGs分子热分解产物研究 |
| 5.3.3 hbPGs热分解过程的分子动力学模拟 |
| 5.3.4 不同退火方式和预处理对于掺杂过程的影响 |
| 5.4 章节小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 未来工作与展望 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ 载流子依赖于温度方程推导 |
| 附录Ⅱ 基于向量机遗传算法的多因子拟合 |
| 附录Ⅲ 缩略表 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或投稿的论文 |
（2）水分子诱导氢终止硅的老化及荧光光谱红移的理论研究（论文提纲范文）
| 附图 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章：引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 水环境对硅团簇应用的影响 |
| 1.1.2 表面化学对硅团簇荧光发射的影响 |
| 1.1.3 水分子吸附硅团簇表面的理论研究 |
| 1.1.4 硅基太阳能板的光诱导老化的模型研究 |
| 1.1.5 水分子通过硅太阳能板表面涂层 |
| 1.1.6 水分子导致硅光诱导老化的实验研究 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 研究内容概述 |
| 第二章：理论背景 |
| 2.1 薛定谔方程及Hartree-Fock近似解 |
| 2.2 Kohn-Sham理论及交换关联泛函简述 |
| 2.3 含时密度泛函方法 |
| 2.4 从头算分子动力学理论简介 |
| 第三章：水分子吸附硅团簇的吸收光谱和荧光光谱 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模拟与计算方法 |
| 3.2.1 模拟参数设置 |
| 3.2.2 基组测试 |
| 3.3 水分子团簇吸附硅团簇(Si_(32)H_(38))的最稳定几何结构 |
| 3.3.1 水分子团簇的几何结构 |
| 3.3.2 如何寻找水分子吸附硅团簇的最稳定结构 |
| 3.4 硅团簇的吸收光谱和荧光光谱 |
| 3.5 水分子对吸收光谱影响的讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章：水分子吸附硅团簇荧光光谱的物理机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水吸附硅团簇的几何结构分析 |
| 4.2.1 基态与激发态水分子团簇吸附硅团簇的硅硅键长分布 |
| 4.2.2 硅团簇硅硅键长分布的讨论 |
| 4.3 水分子团簇引起Si-Si二聚体距离变化的机理 |
| 4.4 Si-Si二聚体距离变化的势能面 |
| 4.5 水分子吸附硅团簇的电子轨道分析 |
| 4.6 大尺寸硅团簇(Si_(43)H_(48))的荧光光谱 |
| 4.6.1 吸收光谱和荧光光谱 |
| 4.6.2 几何结构Si-Si键长分布和分子偶极分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章：水分子吸附硅团簇的光诱导老化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模拟与计算方法 |
| 5.2.1 模拟系统 |
| 5.2.2 模拟参数设置 |
| 5.3 硅团簇的荧光发射过程演示 |
| 5.4 量子动力学模拟激发态下氧气分子氧化硅团簇的过程 |
| 5.4.1 计算荧光寿命 τ_(PL)的方法 |
| 5.4.2 激发态量子动力学模拟的参数设置 |
| 5.4.3 自旋三重态Si_(10)H_(16)的激发态动力学模拟 |
| 5.4.4 自旋单重态Si_(10)H_(16)和Si_(25)H_(30)的激发态动力学模拟 |
| 5.5 估计基态结构弛豫寿命 τ_R |
| 5.6 水分子吸附硅团簇的电子轨道和电荷分析 |
| 5.7 (H_2O)_4 吸附硅团簇表面的光诱导老化途径 |
| 5.8 量子动力学模拟Si_(32)H_(38)团簇的光诱导老化现象 |
| 5.8.1 自旋三重态的氧化动力学模拟过程 |
| 5.8.2 自旋单重态的氧化动力学模拟过程 |
| 5.9 Si_(32)H_(38)团簇的氧化反应路径 |
| 5.9.1 氧化反应过渡态路径和反应速率常数 |
| 5.9.2 反应速率常数计算方法 |
| 5.9.3 IN1(~3Σ)到IN2(~1Σ)的转换过程 |
| 5.11 本章小结 |
| 第六章：尺寸大小和无序对光诱导老化的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 水分子与弱Si-Si键的反应 |
| 6.3 单个水分子和氧气分子与两个相邻的硅悬挂键的反应 |
| 6.4 不同尺寸大小和无序晶体硅团簇的光诱导老化 |
| 6.5 晶体硅团簇的光诱导老化的讨论 |
| 6.4.1 水分子吸附硅晶体团簇的最稳定几何结构 |
| 6.4.2 不同尺寸硅晶体团簇的硅硅键长分布 |
| 6.4.3 晶体硅团簇的氧化反应路径 |
| 6.6 非晶体硅团簇的光诱导老化的讨论 |
| 6.5.1 水分子吸附非晶体硅团簇的最稳定几何结构 |
| 6.5.2 水分子吸附非晶体硅团簇的硅硅键长分布 |
| 6.5.3 非晶体硅团簇的氧化反应路径 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章：总结与展望 |
| 7.1 主要内容和结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表文章目录 |
| 致谢 |
（3）共掺硅基复合薄膜发光特性及纳米结构生长过程的原位研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 集成电路的发展与挑战 |
| 1.2 硅基光源的研究进展 |
| 1.2.1 全硅基光源 |
| 1.2.2 锗及其相关Ⅳ族合金 |
| 1.2.3 Ⅲ-Ⅴ族化合物键合硅 |
| 1.2.4 掺杂硅基发光 |
| 1.3 稀土Er~(3+)离子掺杂硅基发光材料研究进展 |
| 1.3.1 稀土Er~(3+)离子注入晶体硅 |
| 1.3.2 稀土Er~(3+)离子掺杂富硅硅基薄膜 |
| 1.3.3 稀土Er~(3+)离子掺杂宽带隙半导体薄膜 |
| 1.3.4 稀土Er~(3+)离子与宽带隙量子点共掺硅基薄膜 |
| 1.4 铋离子掺杂硅基发光材料研究进展 |
| 1.5 本论文的研究思路及主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 宽带隙量子点掺杂硅基薄膜的制备及荧光特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 非晶SiO_2薄膜的制备及结构表征 |
| 2.3 尺寸可控量子点掺杂硅基薄膜的制备及结构表征 |
| 2.3.1 ZnO量子点掺杂非晶SiO_2薄膜 |
| 2.3.2 SnO_2量子点掺杂非晶SiO_2薄膜 |
| 2.3.3 In_2O_3量子点掺杂非晶SiO_2薄膜 |
| 2.4 尺寸可控量子点掺杂硅基薄膜的荧光特性 |
| 2.5 三种量子点作为稀土离子敏化剂的比较 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 稀土离子与半导体量子点共掺硅基薄膜及荧光增强效应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 稀土Eu~(3+)离子与SnO_2量子点共掺硅基薄膜荧光性质 |
| 3.3.1 光致荧光发射谱及可见特征荧光增强效应 |
| 3.3.2 光致激发谱及能量传递机制探讨 |
| 3.3.3 变温光致荧光发射谱及电/磁偶极跃迁机制 |
| 3.3 稀土Er~(3+)离子与SnO_2量子点共掺硅基薄膜荧光性质 |
| 3.3.1 光致荧光发射谱、激发谱及近红外特征荧光增强效应 |
| 3.3.2 瞬态荧光近红外发射谱及能量传递效率计算 |
| 3.3.3 变温近红外荧光发射谱及能量传递机制 |
| 3.4 稀土Er~(3+)离子与SnO_2量子点共掺非晶SiO_2薄膜的近红外电致发光性质 |
| 3.4.1 近红外电致发光原型器件设计 |
| 3.4.2 电学性质表征及隧穿机制探讨 |
| 3.4.3 高效近红外电致发光增强机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Bi离子掺杂硅基功能薄膜材料的制备及光电性质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 富硅二氧化硅薄膜的制备与结构表征 |
| 4.3 Bi离子注入富硅二氧化硅薄膜 |
| 4.4 荧光发射谱与激发谱 |
| 4.5 荧光寿命测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 液相原位透射电子显微术 |
| 5.1 引言 |
| 5.1.1 透射电子显微学的发展与挑战 |
| 5.1.2 原位液相透射电子显微学的发展 |
| 5.2 纳米材料成核和生长理论及原位研究进展 |
| 5.3 Liquid Cell的微纳加工制备 |
| 5.4 核壳纳米结构的原位液相透射电子显微镜表征及生长机制探讨 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文研究总结 |
| 6.2 对今后工作的展望 |
| 攻读博士期间发表学术论文及专利 |
| 1. SCI论文 |
| 2. 国家发明专利 |
| 致谢 |
（4）面向新型光电器件的硅基纳米材料的制备及特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 文中缩略词全称及中文对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.1.1 从半导体硅基微电子器件到硅基纳米光电器件 |
| 1.1.2 硅基纳米光电材料及器件技术的研究进展 |
| 1.1.3 稀土掺杂硅基光电材料的研究进展 |
| 1.2 本文的目的及主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 胶态硅量子点的合成及表面功能化 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 胶态量子点光电材料的合成与应用进展 |
| 2.1.2 硅量子点材料的研究现状 |
| 2.2 硅量子点的合成、刻蚀与表面功能化 |
| 2.3 硅量子点的结构、尺寸和表面化学表征 |
| 2.4 硅量子点的荧光性质 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于胶态硅量子点的光电二极管原型器件的制备与研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 功能化硅量子点墨水的制备 |
| 3.3 光电二极管原型器件的结构设计 |
| 3.4 光电二极管原型器件的光电性质 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 氧化物半导体量子点掺杂的二氧化硅薄膜的制备及光学性质 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 氧化物半导体量子点的合成及光学性质 |
| 4.2.1 分立SnO_2纳米晶体的常温液相合成 |
| 4.2.2 后退火对SnO_2纳米晶体颗粒的影响 |
| 4.3 氧化物半导体量子点掺杂二氧化硅薄膜的合成及光学性质 |
| 4.3.1 薄膜的合成及表征 |
| 4.3.2 薄膜的荧光性质 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 稀土离子与氧化物半导体量子点共掺二氧化硅薄膜中能量传递过程及荧光增强效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 稀土掺杂二氧化硅薄膜的荧光性质 |
| 5.3 氧化物半导体量子点与Eu~(3+)离子共掺二氧化硅薄膜的荧光性质 |
| 5.4 氧化物半导体量子点与Er~(3+)离子共掺二氧化硅薄膜的荧光性质 |
| 5.5 共掺薄膜中能量传递过程及荧光增强效应的讨论 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文主要工作总结 |
| 6.2 本论文主要创新点 |
| 6.3 未来研究工作展望 |
| 攻读博士学位期间发表论文 |
| 致谢 |
（5）硫化锌纳米材料的制备、掺杂与发光性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 纳米材料概述 |
| 1.2 纳米材料的特性 |
| 1.3 半导体纳米材料特性 |
| 1.3.1 光学特性 |
| 1.3.2 电学特性 |
| 1.3.3 光致发光原理 |
| 1.4 ZnS纳米材料特性及应用 |
| 1.5 ZnS纳米材料的制作方法 |
| 1.5.1 固相法 |
| 1.5.2 液相法 |
| 1.5.3 气相法 |
| 1.5.4 纳米颗粒的表面修饰 |
| 1.6 本论文所做的工作及其意义 |
| 1.7 论文结构 |
| 第2章 实验部分 |
| 2.1 实验主要试剂和仪器 |
| 2.1.1 主要实验试剂 |
| 2.1.2 主要仪器 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.2.1 探索实验条件对其荧光性能影响的实验过程 |
| 2.2.2 退火实验 |
| 2.3 样品的表征 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 扫描电镜测试(SEM) |
| 2.3.3 透射电镜测试(TEM) |
| 2.3.4 荧光性能测试 |
| 2.3.5 吸收光谱 |
| 2.3.6 X射线能量色散谱分析(EDS) |
| 2.3.7 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 第3章 制备条件对氧掺杂ZnS纳米颗粒荧光性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方案 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 XRD衍射实验及其结果分析 |
| 3.3.2 电镜测试分析 |
| 3.3.3 X射线能量色散谱(EDS) |
| 3.3.4 激发光谱结果分析 |
| 3.3.5 发射光谱结果分析 |
| 3.3.6 吸收光谱分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 退火条件对ZnS：O纳米颗粒荧光性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 激发光谱分析 |
| 4.3.2 发射光谱分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 氯掺杂对ZnS纳米颗粒荧光性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设计 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.3.1 XRD分析 |
| 5.3.2 SEM 分析 |
| 5.3.3 吸收光谱分析 |
| 5.3.4 焚光光谱分析 |
| 5.3.5 退火对样品荧光性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（6）硅纳米晶体的表面改性及其在太阳电池中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 第二章 文献综述 |
| 2.1 硅纳米晶体的性质 |
| 2.1.1 硅纳米晶体的光学性质 |
| 2.1.2 硅纳米晶体的电输运机制 |
| 2.1.3 硅纳米结构的热性能和热输运 |
| 2.2 硅纳米晶体的存在形式 |
| 2.2.1 多孔硅中的硅纳米晶体 |
| 2.2.2 嵌在基质薄膜中的硅纳米晶体 |
| 2.2.3 独立存在的硅纳米晶体 |
| 2.3 硅纳米晶体的表面改性 |
| 2.4 硅纳米晶体在太阳电池中的应用 |
| 2.4.1 硅纳米晶体薄膜太阳电池 |
| 2.4.2 硅纳米晶体嵌入基质薄膜用于太阳电池 |
| 2.4.3 硅纳米晶体与碳纳米结构结合应用于太阳电池 |
| 2.4.4 硅纳米晶体用于染料敏化太阳电池 |
| 2.4.5 硅纳米晶体用于传统太阳电池 |
| 2.4.6 新概念太阳电池 |
| 2.5 本论文的研究目的和研究内容 |
| 第三章 实验内容和测试仪器 |
| 3.1 实验方案 |
| 3.1.1 硅纳米晶体的合成和表征 |
| 3.1.2 硅纳米晶体的表面改性和表征 |
| 3.1.3 硅纳米晶体在太阳电池中的应用 |
| 3.2 结构表征设备 |
| 3.2.1 X射线衍射 |
| 3.2.2 场发射扫描电子显微镜 |
| 3.3 光学性能测试设备 |
| 3.3.1 荧光光谱(PL)及荧光量子效率(QY)测试 |
| 3.3.2 椭圆偏振光谱测试仪 |
| 3.4 电学性能测试设备 |
| 3.4.1 太阳电池效率测试 |
| 3.4.2 外量子效率测试 |
| 3.5 成膜设备 |
| 3.5.1 等离子体增强化学气相沉积 |
| 3.5.2 喷墨打印机 |
| 3.5.3 其他设备 |
| 第四章 硅纳米晶体的制备与表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 冷等离子体相关知识 |
| 4.2.1 等离子体原理 |
| 4.2.2 等离子体中电子和离子的温度 |
| 4.2.3 等离子体的分类 |
| 4.3 冷等离子体法合成硅纳米晶体的特点 |
| 4.4 冷等离子体硅纳米晶体合成系统 |
| 4.5 硅纳米晶体的表征 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 硅纳米晶体的表面改性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 硅纳米晶体尺寸对硅墨水光致发光性能的影响 |
| 5.2.2 改性剂及改性时间对硅墨水光致发光性能的影响 |
| 5.2.3 硅墨水光致发光性能稳定性研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 硅纳米晶体在太阳电池中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.2.1 太阳电池片的选取 |
| 6.2.2 硅纳米晶体墨水的配制 |
| 6.2.3 硅纳米晶体在太阳电池表面的沉积 |
| 6.3 数据分析与讨论 |
| 6.3.1 硅纳米晶体薄膜的椭偏表征 |
| 6.3.2 硅纳米晶体薄膜对太阳电池效率提升的作用 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
| 攻读硕士期间发表的论文及专利 |
（7）掺铒氧化铝/硅多层薄膜发光特征的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 微电子和光电子技术的发展 |
| §1.2 硅基发光材料的发展 |
| §1.3 硅基掺饵薄膜发光材料的理论和发展现状 |
| §1.3.1 稀土元素铒的光谱理论 |
| §1.3.2 铒离子的激发和退激发 |
| §1.3.3 Er~(3+)与纳米硅耦合体系 |
| §1.3.4 硅基掺铒薄膜发光材料的研究进展 |
| §1.4 本文主要研究内容和章节安排 |
| 第二章 掺铒氧化铝/硅多层薄膜的制备和结构表征 |
| §2.1 掺铒薄膜的PLD平台制备概述 |
| §2.2 本文系列薄膜样品的制备 |
| §2.3 掺铒薄膜样品的结构表征 |
| §2.3.1 X射线衍射谱仪(XRD) |
| §2.3.2 透射电子显微镜(TEM) |
| §2.3.3 光致发光谱(PL) |
| §2.3.4 拉曼散射光谱仪(Raman) |
| §2.3.5 小结 |
| §2.4 低温退火纳米晶硅形成的原因 |
| §2.4.1 X射线光电子能谱(XPS) |
| §2.4.2 变角X射线光电子能谱(ARXPS) |
| §2.4.3 结果分析和讨论 |
| §2.5 本章小结 |
| 第三章 掺铒氧化铝/硅多层薄膜光致发光性质研究 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 掺铒氧化铝/硅的发光特性研究 |
| §3.2.1 光致发光谱(PL) |
| §3.2.2 变激发波长的光致发光谱(PLE) |
| §3.2.3 时间分辨的PL谱 |
| §3.2.4 变温PL和变功率PL特征 |
| §3.2.5 发光特性的讨论 |
| §3.3 表面等离激元对光致发光的增强 |
| §3.3.1 表面等离激元简介 |
| §3.3.2 实验设计及结果 |
| §3.4 本章小结 |
| 第四章 掺铒氧化铝/硅多层薄膜电致发光研究 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 掺铒氧化铝/硅多层薄膜电致发光器件的研究 |
| §4.3 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间完成的论文 |
| 致谢 |
（8）等离子体沉积Si/SiOx纳米颗粒薄膜及发光特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 纳米硅基发光材料 |
| 1.2 纳米硅基材料的多孔特性 |
| 1.3 纳米硅基材料的发光特性 |
| 1.3.1 光致发光(Photoluminescence,PL) |
| 1.3.2 电致发光(Electroluminescence,EL) |
| 1.3.3 阴极射线发光(Cathodeluminescence,CL) |
| 1.4 多孔纳米硅基薄膜发光分类 |
| 1.4.1 量子点发光 |
| 1.4.2 硅的氧或氮化物发光 |
| 1.4.3 镶嵌在SiO2中的硅的纳米颗粒发光 |
| 1.4.4 缺陷态发光 |
| 1.4.5 和OH有关的发光 |
| 1.4.6 和H有关的发光 |
| 1.4.7 掺杂发光 |
| 1.5 纳米硅基发光薄膜的制备 |
| 1.5.1 电化学刻蚀法 |
| 1.5.2 光化学腐蚀法 |
| 1.5.3 水热腐蚀法 |
| 1.5.4 等离子体化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition,PECVD) |
| 1.6 等离子体在薄膜制备方面的应用 |
| 1.6.1 低温等离子体用处材料制备和处理的基本过程 |
| 1.6.2 常压低温常压等离子体的应用 |
| 1.7 PECVD制备纳米硅基发光材料 |
| 1.8 论文的研究内容及意义 |
| 参考文献 |
| 第二章 Si/SiO_x纳米发光薄膜的制备与表征 |
| 2.1 薄膜制备 |
| 2.1.1 实验装置 |
| 2.1.2 实验前准备和实验过程 |
| 2.2 薄膜性质的表征 |
| 2.2.1 薄膜厚度的测量 |
| 2.2.2 薄膜结构和组分的表征 |
| 2.2.3 表面形貌表征 |
| 2.3 结论 |
| 参考文献 |
| 第三章 等离子体放电过程的研究 |
| 3.1 高频DBD放电参数的测量与分析 |
| 3.1.1 不同气氛下放电形貌的比较 |
| 3.1.2 不同电极下电流电压曲线的比较 |
| 3.2 RF射流放电参数的测量与分析 |
| 3.2.1 RF射流技术的发展及其特点 |
| 3.2.2 不同气氛下放电形貌的比较 |
| 3.2.3 功率对电流电压曲线的影响 |
| 3.3 发射光谱的研究 |
| 3.3.1 高频DBD放电发射光谱 |
| 3.3.2 RF射流放电发射光谱 |
| 3.4 电子温度的计算 |
| 3.5 结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 等离子体放电过程的理论模拟 |
| 4.1 等离子体放电的理论模拟 |
| 4.2 高频DBD放电过程的模拟 |
| 4.2.1 偏压对电场强度分布的影响 |
| 4.2.2 偏压对电势分布的影响 |
| 4.2.3 偏压对表面电荷密度的影响 |
| 4.3 偏压对沉积过程的影响 |
| 4.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 等离子体过程对Si/SiO_x纳米发光薄膜性质的影响 |
| 5.1 高频DBD放电沉积Si/SiO_x纳米发光薄膜 |
| 5.1.1 薄膜形貌的变化 |
| 5.1.2 薄膜成分的变化 |
| 5.1.3 沉积速率的变化 |
| 5.1.4 薄膜孔隙率的变化 |
| 5.1.5 薄膜结晶度的变化 |
| 5.2 RF射流放电沉积Si/SiO_x纳米发光薄膜 |
| 5.2.1 薄膜形貌的变化 |
| 5.2.2 薄膜成分的变化 |
| 5.2.3 薄膜结晶度的变化 |
| 5.3 结论 |
| 参考文献 |
| 第六章 Si/SiO_x纳米颗粒薄膜的发光特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 荧光光谱的研究 |
| 6.2.1 高频DBD放电下偏压场对荧光光谱的影响 |
| 6.2.2 高频DBD放电下退火对荧光光谱的影响 |
| 6.2.3 射流放电时功率对荧光光谱的影响 |
| 6.3 阴极射线谱的研究 |
| 6.3.1 偏压占空比对CL的影响 |
| 6.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第七章 Si/SiO_x纳米颗粒薄膜发光机理研究 |
| 7.1 现有的发光机理 |
| 7.1.1 量子限域模型(Quantum Confinement effect,QC) |
| 7.1.2 表面态模型(Surface State Model,SS) |
| 7.1.3 量子限制/发光中心模型(Quantum Confinement/LuminescenceCenters,QCLC) |
| 7.1.4 氢化非晶硅模型 |
| 7.1.5 表面氢化物发光 |
| 7.1.6 缺陷发光 |
| 7.2 本论文样品的发光机理 |
| 7.2.1 370nm发光峰的发光机理 |
| 7.2.2 432nm发光峰的发光机理 |
| 7.2.3 550nm发光峰的发光机理 |
| 7.3 阴极射线发光峰的发光机理 |
| 7.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 对现有工作的总结 |
| 8.2 对以后工作的展望 |
| 8.3 本论文创新点说明 |
| 博士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（9）硅薄膜微结构及悬挂键缺陷研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 硅薄膜太阳能电池的发展及现状 |
| 1.2.1 非晶硅薄膜太阳电池 |
| 1.2.2 多晶硅薄膜太阳能电池 |
| 1.2.3 微晶/纳晶硅薄膜太阳能电池 |
| 1.3 PECVD的原理及ECR等离子体源的产生和特点 |
| 1.3.1 PECVD的原理 |
| 1.3.2 ECR等离子源的产生和特点 |
| 1.4 激光晶化技术原理与发展简介 |
| 1.4.1 激光晶化技术原理 |
| 1.4.2 激光器的发展简介 |
| 1.5 磁控溅射技术原理及发展简介 |
| 1.5.1 磁控溅射的原理 |
| 1.5.2 中频磁控溅射简介 |
| 1.6 选题意义与研究内容 |
| 第二章 硅薄膜的制备过程及性能表征 |
| 2.1 薄膜的制备方法 |
| 2.1.1 ECR-PECVD法制备硅薄膜 |
| 2.1.2 激光(ArF)表面晶化非晶硅薄膜 |
| 2.1.3 中频磁控溅射制备硅薄膜 |
| 2.2 薄膜微观结构分析 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.2 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.2.3 激光拉曼光谱(Raman谱) |
| 2.2.4 傅里叶红外光谱(FTIR) |
| 2.2.5 电子自旋共振波谱(ESR) |
| 2.2.6 台阶仪 |
| 第三章 ECR-PECVD沉积Si薄膜微结构及悬挂键缺陷研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 Si基片上沉积薄膜的结构缺陷研究 |
| 3.2.2 玻璃基片上沉积Si薄膜的结构缺陷研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 ArF准分子激光晶化非晶硅薄膜微结构及悬挂键缺陷研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 激光晶化前后薄膜的晶相结构分析 |
| 4.3.2 激光晶化前后薄膜的形貌分析 |
| 4.3.3 激光晶化前后薄膜的悬挂键密度分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 磁控溅射法沉积Si薄膜微结构及悬挂键缺陷研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 薄膜的晶相结构特征 |
| 5.3.2 薄膜的形貌分析 |
| 5.3.3 薄膜的悬挂键密度分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的文章 |
| 致谢 |
（10）新型硅基SINP异质面蓝紫光电池及SIS异质结光电器件的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.1 晶硅太阳电池（光伏器件）的基本原理 |
| 1.1.1 光电池的物理过程 |
| 1.1.2 光电池的I-V 特性 |
| 1.1.3 寄生电阻的影响 |
| 1.1.4 光学损失和复合损失 |
| 1.2 晶硅太阳电池的种类和技术发展 |
| 1.3 本论文的研究目的和内容 |
| 本章参考文献 |
| 第二章 制备及测试表征技术 |
| 2.1 制备设备 |
| 2.1.1 磁控溅射镀膜 |
| 2.1.2 真空蒸发镀膜 |
| 2.2 测试表征技术 |
| 2.2.1 X 射线衍射（XRD） |
| 2.2.2 扫描电子显微镜（SEM） |
| 2.2.3 X 射线光电子能谱（XPS） |
| 2.2.4 光致荧光发光谱（PL） |
| 2.2.5 紫外—可见光分光光度计测量薄膜透光率 |
| 2.2.6 四探针及霍尔效应测试薄膜电学性能 |
| 2.2.7 电化学C-V |
| 2.2.8 太阳电池光谱测试系统 |
| 本章参考文献 |
| 第三章 新型硅基 SINP 异质面蓝紫光电池的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.3 射频磁控溅射ITO 薄膜微结构、电学及光学性能的研究 |
| 3.3.1 ITO薄膜的制备 |
| 3.3.2 基片温度对射频磁控溅射ITO 薄膜微结构的影响 |
| 3.3.3 基片温度对射频磁控溅射ITO 薄膜电学性能的影响 |
| 3.3.4 基片温度对射频磁控溅射ITO 薄膜光学性能的影响 |
| 3.3.5 用作新型SINP 硅光电池减反射、收集电极的ITO 薄膜性能 |
| 3.4 超薄氧化硅层及SINP 结构光电池样品XPS 分析 |
| 3.4.1 超薄氧化硅层的XPS 分析 |
| 3.4.2 SINP 结构光电池样品XPS 分析 |
| 3.5 S-1（浅结）SINP 硅蓝紫光电池I-V 特性及光谱响应的研究 |
| 3.5.1 S—1（浅结）SINP 硅蓝紫光电池I-V 特性分析 |
| 3.5.2 S—1（浅结）SINP 硅蓝紫光电池RD-V 特性的研究 |
| 3.5.3 S—1（浅结）SINP 硅蓝紫光电池光谱响应分析 |
| 3.6 D-1 常规SINP 硅光电池pn 结C-V、I-V 特性及光谱响应的研究 |
| 3.6.1 D-1 常规SINP 硅光电池C—V 特性 |
| 3.6.2 D-1 常规SINP 硅光电池I—V 特性分析 |
| 3.6.3 D-1 常规SINP 硅光电池光谱响应分析 |
| 3.7 新型SINP 硅蓝紫光电池与常规SINP 光电池性能比较 |
| 3.7.1 I—V 特性比较分析 |
| 3.7.2 光谱响应比较分析 |
| 3.7.3 光电转换效率 |
| 3.7.4 最新研制的采用60Ω/□n+发射极的浅结SINP 硅蓝紫光电池 |
| 3.8 本章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第四章 直流磁控溅射 AZO 薄膜及 SIS 异质结器件光电性能的研究 |
| 4.1 直流磁控溅射AZO 薄膜微结构、电学及光学性能的研究 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 直流磁控溅射法制备AZO 薄膜 |
| 4.1.3 基片温度对直流磁控溅射AZO 薄膜微结构的影响 |
| 4.1.4 基片温度对直流磁控溅射AZO 薄膜电学性能的影响 |
| 4.1.5 基片温度对直流磁控溅射AZO 薄膜光学性能的影响 |
| 4.1.6 直流磁控溅射GZO 薄膜 |
| 4.2 新型直流磁控溅射AZO/SiO_2/p-Si SIS 异质结的制备及光电性能的研究 |
| 4.2.1 AZO/SiO_2/p-Si SIS 异质结器件基本原理 |
| 4.2.2 直流磁控溅射AZO/SiO_2/p-Si SIS 异质结的制备 |
| 4.2.3 用作SIS异质结器件发射极的直流磁控溅射AZO薄膜性能 |
| 4.2.4 直流磁控溅射AZO/SiO_2/p-Si SIS 异质结I—V 特性分析 |
| 4.3 新型ITO/AZO/SiO_2/p-Si SIS 异质结的制备及光电性能的研究 |
| 4.3.1 ITO/AZO/SiO_2/p-Si SIS 异质结的制备 |
| 4.3.2 ITO 及AZO 薄膜微结构、光学及电学性能 |
| 4.3.3 ITO/AZO/SiO_2/p-Si SIS 异质结的C-V 特性 |
| 4.3.4 ITO/AZO/SiO_2/p-Si SIS异质结的I—V特性分析 |
| 4.4 采用Cu 栅指电极的直流磁控溅射AZO/SiO_2/p-Si SIS 异质结光电池 |
| 4.4.1 SIS 异质结光电池的制备 |
| 4.4.2 SIS 异质结光电池的I-V 特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第五章 直流反应磁控溅射 AZO 薄膜及 SIS 异质结器件光电性能的研究 |
| 5.1 直流反应磁控溅射AZO 薄膜微结构、电学及光学性能的研究 |
| 5.1.1 引言 |
| 5.1.2 直流反应磁控溅射法制备AZO 薄膜 |
| 5.1.3 基片温度对直流反应磁控溅射AZO 薄膜微结构的影响 |
| 5.1.4 基片温度对直流反应磁控溅射AZO 薄膜电学性能的影响 |
| 5.1.5 基片温度对直流反应磁控溅射AZO 薄膜光学性能的影响 |
| 5.2 新型直流反应磁控溅射AZO/SiO_2/p-Si SIS 异质结的制备及光电性能的研究 |
| 5.2.1 直流反应磁控溅射AZO/SiO_2/p-Si SIS 异质结的制备 |
| 5.2.2 用作SIS 异质结器件发射极的直流反应磁控溅射AZO 薄膜性能 |
| 5.2.3 直流反应磁控溅射AZO/SiO_2/p-Si SIS 异质结的I—V 特性分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第六章 几种磁控溅射方法制备 AZO 薄膜及 SIS 异质结器件性能的比较 |
| 6.1 不同磁控溅射方法制备AZO 薄膜性能比较 |
| 6.2 几种磁控溅射方法制备 SIS 异质结光电性能比较 |
| 6.3 本章小结 |
| 本章参考文献 |
| 第七章 结论与展望 |
| 附录：硅太阳电池光谱响应的计算与分析 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 |
| 作者在攻读博士学位期间所作的项目 |
| 致谢 |
四、退火处理对掺铒氢化非晶硅悬挂键密度和光致荧光的影响（论文参考文献）
- [1]超支化聚缩水甘油醚分子作为药物载体和半导体杂质原子载体的研究[D]. 吴海刚. 上海交通大学, 2018(01)
- [2]水分子诱导氢终止硅的老化及荧光光谱红移的理论研究[D]. 杨金荣. 中国科学院研究生院(上海应用物理研究所), 2017(07)
- [3]共掺硅基复合薄膜发光特性及纳米结构生长过程的原位研究[D]. 张晓伟. 南京大学, 2016
- [4]面向新型光电器件的硅基纳米材料的制备及特性研究[D]. 林涛. 南京大学, 2013(05)
- [5]硫化锌纳米材料的制备、掺杂与发光性能的研究[D]. 周生. 南昌大学, 2013(02)
- [6]硅纳米晶体的表面改性及其在太阳电池中的应用[D]. 张莉. 浙江大学, 2012(08)
- [7]掺铒氧化铝/硅多层薄膜发光特征的研究[D]. 章新栾. 南京大学, 2011(11)
- [8]等离子体沉积Si/SiOx纳米颗粒薄膜及发光特性的研究[D]. 杨沁玉. 东华大学, 2011(05)
- [9]硅薄膜微结构及悬挂键缺陷研究[D]. 黄香平. 中南大学, 2010(03)
- [10]新型硅基SINP异质面蓝紫光电池及SIS异质结光电器件的研究[D]. 何波. 上海大学, 2010(02)