一、MBE生长的垂直堆垛InAs量子点及HFET存储器件的应用（论文文献综述）
谢柳[1]（2021）在《基于界面效应调控的新型二维光电器件研究》文中研究说明自2004年石墨烯发现以来,二维材料在电子、光电子、谷电子、自旋电子和催化等应用领域表现出巨大潜力,引起了科学和工程领域的广泛关注。其中,该类材料（如石墨烯,过渡金属硫族化合物,黑磷（BP）等）以其层状依赖能带结构及独特的电子、光电子特性,在高速、宽波段光探测等方面带来了很多突破性进展。然而,在光探测器应用中,单一二维材料普遍存在灵敏度低、响应度低等问题,且难以满足片上多功能集成的需求,这对开发基于二维材料的高性能、高集成度光电器件提出了挑战。尽管如此,二维材料其表面无悬挂键和原子层厚度的特点使该类材料的集成和电子性质调控变得更加容易,并且其可以通过范德华力与任意衬底结合,无需晶格匹配,表现出更多组合自由度,从而为实现高性能、多功能的电子和光电子器件奠定了基础。基于此,本论文首先探索一些新型二维光电材料（包括新型窄带隙二维半导体Cr2S3、PdSe2）并对其物性进行了深入研究;在此基础上,构筑了界面电荷诱导的光电器件（Cr2Ge2Te6/SiO2、BP/锆钛酸铅（PZT））和界面能带调控的光电器件（BiCuOSe/WSe2）,在不同界面诱导机制下,超越了各单一材料的光电性能与功能。进而,我们实现了光探测光谱覆盖的拓展,灵敏度、探测度的大幅提升,并获得了基于新原理的多功能集成光电存储器和隧穿光电探测器。主要研究内容如下:1.利用新型窄带隙半导体的能带和物性优势,拓展光探测频谱范围。a)针对依赖传统窄带隙半导体的红外探测器所面临的制备复杂、昂贵且集成度低的问题,本文通过低成本且简易的化学气相沉积方法实现了二维窄带隙（-0.15 eV）半导体Cr2S3可控制备,获得了具有单胞厚度（-1.85 nm）的Cr2S3纳米片。生长的Cr2S3表现出优异的环境稳定性,即使暴露在空气中超过两个月,其降解也可以忽略。基于二维Cr2S3的光电探测器展现出高响应度（在520 nm可达14.4AW-1,在808 nm可达6AW-1在1550nm可达3AW-1）和高探测度（在520 nm 可达 4.0 × 1010 Jones,在 808 nm 可达 1.7 × 1010 Jones,在 1550 nm 可达8.3 × 109 Jones）。b)二维PdSe2随层数变化可以实现半导体到金属特性的转变,具有高的热电系数和载流子迁移率,是极具潜力的光探测材料。本文利用其优异特性,构筑了金属-半导体-金属结构的探测器。基于电磁波诱导势阱效应,PdSe2太赫兹器件在366.12 GHz处响应度高达1.7 V W-1,太赫兹响应带宽f3dB=～2.9 kHz,在很大程度上拓展了其探测波长范围。2.利用界面电荷诱导效应,设计器件实现单一材料光探测性能的大幅提升和多功能集成。a)构筑了 Cr2Ge2Te6/SiO2器件,在硅基界面电荷诱导作用下,二维Cr2Ge2Te6半导体表现出一种罕见的负光电导（NPC）特性,且该电导可以通过控制入射光强来调节。更重要的是,NPC特性使Cr2Ge2Te6光电探测器具有超灵敏的光响应,能实现对入射功率强度低至0.04 pW微弱光的探测,其响应度高达340 A W-1。b)构筑了二维半导体BP/铁电材料PZT铁电场效应晶体管。该晶体管在BP/PZT界面电荷诱导作用下,表现出可控的正、负光电导特性,使得实现了一种具有“电写-光读”工作模式的非易失性光电存储器。BP/PZT器件具有可靠的数据保存（超过3.6 × 103 s）和疲劳（超过500次循环）性能,同时具有极低的能耗（驱动电压<10 mV）。3.通过界面能带工程调控,实现多功能隧穿光电探测器件。BiCuOSe作为一种新型的具有自掺杂效应的二维材料,表现为本征p型重掺杂以及化学性质稳定的窄带隙半导体,因而具备成为隧穿器件p型沟道材料的潜力。本文采用低压化学气相沉积方法,通过控制生长条件抑制相分离,制得了厚度10 nm左右、尺寸80μm以上的二维四元化合物BiCuOSe薄膜。该材料的输运特性和能带结构研究表明,其载流子浓度高达1020 cm-3,带隙为～0.45 eV,功函数为～5.1-5.2 eV。并通过人工定向干法转移构筑BiCuOSe/WSe2异质结,该器件具有超过105的高整流比和高于104的开关比。利用界面能带调控,实现了 84 mV dec-1的低压阈值摆幅隧穿晶体管以及响应度为-1 AW-1的优异光伏探测性能。
严秀[2]（2021）在《新型二维材料光、电及插层调控物性研究》文中指出2004年石墨烯的发现使研究人员开始以全新视角探索材料属性,进而推动了其他二维材料的发展,例如黑磷、氮化硼、MoS2、MXenes（过渡金属碳/氮化合物）等。二维材料因蕴含着丰富的属性而被视为下一代电子器件和光电子器件的基石。半导体行业的发展往往伴随着新工艺和新材料的更迭,所以不断对新型二维材料展开探索和研究是非常有价值的。随着研究的不断推进,越来越多的二维材料被挖掘,新奇而优异的性能被开发。二维材料将更好地在现实中落地生根,服务日常生活。研究二维材料,一方面是探索其本征的基础物理性质,另一方面是基于二维材料的特性开发具有优异性能的电子器件及光电子器件。本论文从新材料、新性能、新应用三个方面对新型二维材料开展探索,研究其物理性质,并尝试使用化学插层的手段调控其物理性质,以期获得性能优异的电子器件和光电器件。基于课题组丰富的材料生长经验生长了一些新型的二维材料,包括BiSeI、MoO3、SnS2和MPX3（过渡金属硫代/硒代磷酸盐）家族的系列样品,然后在这些新型二维材料上开展相关的研究工作。主要研究内容如下:1.对新材料BiSeI单晶的物性进行研究,包括晶体结构、能带结构、光谱特性和光电特性。通过改良生长方法获得了高质量的BiSeI单晶,拉曼光谱测量表明BiSeI单晶在空气中是稳定存在的。以BiSeI单晶为沟道材料构筑光电探测器,在可见光范围内进行一系列光电性能测试。在入射激光波长为635 nm,功率为0.23 mW cm-2,偏置电压0.1 V的测试条件下,光响应度为3.2 A/W,比探测率为7×1010 Jones,在单晶光电探测器中表现突出,意味着BiSeI具有优异的光电性能。这是一种新型的光电沟道材料,BiSeI单晶可解理的特性使其在低维光电探测器中也具有潜在应用价值。2.用插层技术调控二维材料ZnPS3电学性能,研究ZnPS3的新性能。ZnPS3本身是一个绝缘材料,通过溶液插层技术获得了金属性的Co-ZnPS3纳米片和具有n型半导体性质的Cu-ZnPS3纳米片。室温下,Co-ZnPS3器件的沟道电导率为8×104 S/m;Cu-ZnPS3器件电流开关比为105,载流子迁移率为0.03 cm2 V-1 s-1。实验结果表明在同一种材料中使用简单的方法实现了绝缘体、金属、半导体三种性能的调控,在同一种材料中实现绝缘体、金属、半导体三种性能是非常少见的。3.将MoO3的两性化合物性质和封装保护性质应用于平面异质结制备中,开发了 MoO3作为保护层的新应用,简化了器件制备过程中的刻蚀工艺。利用MoO3作保护层制备了 Co-SnS2/SnS2平面金属/半导体异质结和Cu-SnS2/SnS2平面PN异质结。电学测试结果表明,以金属性Co-SnS2做金属接触电极的Co-SnS2/SnS2器件比金做接触电极的SnS2器件具有更大的沟道电流。这意味着相比于直接沉积金属,金属平面异质结的接触方式可以有效降低接触电阻。Cu-SnS2/SnS2器件的伏安特性曲线表现出了典型的PN结特性。插层SnS2平面异质结的成功制备表明MoO3具有类似于氮化硼的封装保护能力。与当前复杂的加工工艺进行比较,MoO3作为保护层可以简化器件制备过程的刻蚀工艺,更好地保留材料的本征性能,也能降低器件制备的成本。4.对新型二维磁性材料MPX3的新应用进行了研究。过去对MPX3材料的研究大都集中在磁性领域,现在对其光电性能展开探索,发现其具有良好的光电响应性能,在405 nm激光的辐照下,MnPSe3光电探测器的光响应度为7.86 A/W,比探测率为7.3×1012 Jones（偏压5V,入射激光功率1.27 μW cm-2）;FePSe3光电探测器的光响应度为10.6 A/W,比探测率为1.5×1010 Jones（偏压0.1 V,入射激光功率27 μW cm-2）。
张学敏[3]（2021）在《石墨烯与新型半导体材料异质结构制备及器件研究》文中认为石墨烯、宽禁带半导体和新型二维半导体材料都具有各自的优异的结构性质和光电特性以及广阔的应用前景,当然它们也存在各自的局限性。近年来针对石墨烯和宽禁带半导体或二维材料的异质结构的制备和器件应用已经成为了研究热点。这种异质结构可以性质互补,更好的发挥出材料的优势,实现应用性能的卓越提升。虽然目前各研究小组已在相关领域取得了较多进展,但是还有很多方面值得更深入的研究,例如异质结构制备的新方法以及异质结光电器件的性能优化等。本论文以石墨烯和GaN、SiC、金刚石及黑磷等材料的异质结制备为主要基础,以光电探测器应用领域为主要研究方向,深入探索了上述材料的结合性质和器件光电性能优化。主要开展了如下研究工作:（1）CVD偏析法制备高质量石墨烯薄膜以及石墨烯和GaN异质结构的制备研究。提出了一种在Ni膜上结合H2刻蚀石墨烯实现偏析法合成石墨烯的方法,对此方法的实验设计和合成过程进行了简单阐述,并通过合成后石墨烯薄膜的均匀性分析,层数可控及堆垛特性研究,氢气刻蚀作用及偏析温度效应等验证研究,论证了我们所提出的这种在Ni膜上生长石墨烯的方法具有可控性。并通过霍尔器件的制作和测试进一步证明了所合成石墨烯的高质量和优异的电学特性。接着通过采用新颖的MMA转移技术,将所合成的石墨烯转移到GaN衬底上形成异质结构,并进行了相关表征测试,验证了异质结构的基本性能。（2）对石墨烯、SiC及金刚石之间的异质结构的外延生长进行了深入的研究。基于高温CVD设备进行了外延SiC的生长研究,以及利用一炉两步法先外延SiC衬底后直接在此衬底上原位外延生长石墨烯,获得了高质量的外延碳化硅-石墨烯异质结构。接着我们实现了首次实现利用MPCVD设备在SiC上外延生长出高质量的石墨烯。并基于MPCVD设备进行了生长拓展,实现SiC上金刚石、SiC-石墨烯上金刚石以及在目标衬底上直接生长石墨烯等异质结构的制备。（3）以石墨烯-GaN为代表性异质结构,深入研究其肖特基紫外探测器件的制备、表征以及在紫外波段的探测性能研究。实现了GaN慢速低损伤刻蚀并研究了GaN慢速刻蚀对肖特基结构的影响。基于偏析法合成的石墨烯和GaN慢速刻蚀表面处理,制作出石墨烯-GaN垂直型肖特基紫外探测器,并测试其紫外探测性能。然后进一步制作出石墨烯-GaN纳米柱结构的肖特基紫外探测器,实现了紫外探测性能的优化。（4）为了实现本论文在可见光和红外领域的光电探测器拓展,我们采用范德华力堆垛的方法制备了石墨烯和黑磷的异质结构,并采用上层电极法和下层电极法两种方法制作成了光电探测器件。经过在可见光波段的光电探测性能对比,验证了我们提出的采用Mo作为下层电极的器件优越性。进一步的对该器件进行了红外波段光电探测性能研究,实现了石墨烯-黑磷光电探测器件从可见光到中红外波段的宽范围高灵敏光探测。
姜朋[4]（2021）在《低维自旋电子材料和器件的第一性原理研究》文中进行了进一步梳理巨磁阻效应的发现揭示了电子自旋在电子信息存储领域的重要性。由于电子自旋的相关散射特性,通过改变磁体的磁化方向,可以在磁性隧道结和自旋阀等磁性复合结构中观察到巨大的磁阻比效应,这种效应可以广泛应用于磁基的信息存储等领域。这些发现进一步促进了一个新的学科的发展,即自旋电子学（spintronics）。自旋电子学的目标是基于电子自旋属性以及与自旋相关的耦合机制来开发集成度高、速度快、可操作的自旋电子器件。一方面能够实现电荷自由度所能实现的信息存储等功能,另一方面能够解决目前集成器件中所存在的高功耗等重要问题。如何实现对电子自旋的有效操纵或调控是自旋电子学面临的一个难题,尤其是实现具有低功耗等特征的纯自旋流以及具有完全自旋极化输运的半金属性这两大理想目标。新兴的二维材料由于量子限域效应具有诸多独特的电子性质而受到各大领域广泛关注。在这样两个背景下,如何将二维材料和上述两大理想目标结合,即如何在二维材料中实现纯自旋流和完全自旋极化的半金属性,成为近些年自旋电子学领域关注的研究热点。因此,本论文针对如何调控二维材料的自旋极化输运这一科学问题,利用密度泛函理论和非平衡格林函数等方法,通过热学、光学、电学等不同调制手段鲁棒实现完全自旋极化和纯自旋流两大理想目标。其主要研究内容如下:1、在碳化硅纳米带中利用双边共掺杂机制实现热致自旋流效应。基于铁磁态锯齿形碳化硅纳米带（ZSiCNRs）的自旋通道相互独立的边缘分布特性,我们提出了双边缘共掺杂机制来独立调制ZSiCNRs的各个自旋通道的自旋输运特性,结果发现,通过特定的边缘掺杂可以实现边缘通道的开态和关态。有趣的是,当用一个B原子替代掺杂纳米带一边缘的C原子而同时用一个P原子替代掺杂纳米带另一边缘的Si原子,不同自旋通道在费米能级附近的电子透射率的斜率符号呈现相反的特性（即“X”形）,导致不同自旋的塞贝克系数符号相反。在热电场的驱动下,不同自旋电子会朝相反方向流动,从而实现了热致自旋流。进一步调节体系的化学势和温度,可以实现无电荷流伴随的纯自旋流现象。2、非对称氢化锯齿形硅烯纳米带的光学伽伐尼效应。我们提出在锯齿形硅烯纳米带中利用非对称氢化饱和方式,即纳米带一边缘的Si原子用单个氢原子饱和（sp2杂化）而另一边缘的Si原子用两个氢原子饱和（sp3杂化）,实现了具有双自旋极化的自旋半导体特征。由于非对称氢化硅烯纳米带（H-2HZSiNRs）具有独特的双极化自旋劈裂能带结构和中心反演对称破缺等特征,我们基于H-2H ZSiNRs体系构建了自旋光电器件。研究发现,在线偏振和椭圆偏振光照射下,可以通过调控光子能量或者入射偏振光的偏振角/螺旋角来有效控制不同自旋载流子的流动方向、光电流自旋极化以及电流大小。非常有趣的是,在某个特定的偏振角/螺旋角或某些光子能量条件下,我们可以获得自旋完全极化光电流。此外,当器件左右电极的磁矩方向相反并且光的偏振方向垂直或者平行体系的镜像平面时,可以获得无净电荷流的纯自旋流,而且获得的自旋流并不依赖光子能量的变化。这些结果表明,自旋轨道耦合作用并不是光学伽伐尼效应产生自旋极化输运的一个必要条件,同时也表明了 H-2H ZSiNRs在构建新型自旋光电器件等方面具有非常大的应用前景。3、自旋极化反对称导致光致纯自旋流效应。我们提出了一种光致纯自旋流的鲁棒方案,即通过光学伽伐尼效应在几何结构具有空间反演对称性并且自旋极化具有空间反演反对称性的二维反铁磁体系中获得纯自旋流。由于这类体系具有原子结构的空间反演对称以及自旋密度的空间反演反对称等特点,从而光照一定会产生净电荷流为零的纯自旋流现象,并且获得的纯自旋流不依赖于光子能量和光的偏振特性。首先,我们将这全新的方案应用于具有自旋简并能带结构的锯齿形石墨烯纳米带构建的自旋光电器件中。结果表明,自旋能带劈裂不是光致纯自旋流的必要条件。此外,通过引入外置电场来可进一步打破光电器件中电极端的自旋简并特性,所构建的光电器件可以实现自旋电子器件的多种功能:既能产生完全自旋极化电流又能实现纯自旋流。更为重要的是,我们提出的基于光学伽伐尼效应产生纯自旋流的方案不仅仅限于石墨烯纳米带,而且可以推广到其他具有自旋极化空间反演反对称性的二维反铁磁体系,这对于发展低功耗的自旋器件设计具有重要的参考意义。4、铁电调控二维范德瓦尔斯异质结的半金属性。最近,具有层内表现为铁磁序以及层间表现为反铁磁耦合的二维A型反铁磁范德瓦尔斯（vdW）材料由于特殊的自旋电子特性而受到广泛关注。在本工作中,我们提出了一种基于A型vdW反铁磁体VSe2双层体系和具有面外极化的二维铁电材料Sc2CO2构建的多铁异质结。结果发现,在铁电夹层的作用下,VSe2双层呈现出半金属性,并且导电的自旋极化态局域分布在双层VSe2中的一层上。此外,进一步翻转铁电夹层的电极化方向,半金属态的空间分布和自旋极性也会相应地发生转变。引起这种特殊性质转变的原因主要是Sc2CO2铁电夹层的内建电场以及VSe2/Sc2CO2异质结其中一个界面的电荷转移所造成的。基于VSe2/Sc2CO2多铁异质结所呈现的特殊性质,我们进一步设计了两种新型铁电存储器件模型,通过改变铁电层的极化方向,可以很好地实现逻辑器件的开态（“1”）和关态（“0”）。这些结果充分表明,利用二维面外极化铁电材料来调制A型vdW反铁磁体,不仅提供了一种在二维反铁磁材料中实现半金属性的有效方案,而且为非易失性铁电存储电子器件提供了一个新的设计思路。5、二氧化锡（SnO2）二维相理论预测和空穴掺杂导致的半金属性研究。基于密度泛函理论计算,我们预测了 SnO2的二维P-4m2单层相能够稳定存在,并且呈现平面内负泊松比的拉胀特性。负泊松比的形成主要是由于晶格结构对称性与SnO4四面体在低维效应限制下的协同作用所造成的。此外,研究结果表明,所预测的二维SnO2是一种带隙为3.7 eV的间接带隙半导体,其电子迁移率可高达103cm2V-1s-1。有趣的是,SnO2在费米能级附近的价带中呈现出双墨西哥帽状的能带特征。由于这个特征,可进一步通过空穴载流子静电掺杂方式来诱导SnO2体系发生铁磁相变,并且在很宽的掺杂浓度范围内能够表现半金属性。这种磁性相变用Stoner机制可以很好地解释。这些研究结果表明,所预测的SnO2二维相是罕见的p型磁性体系的又一个重要例子,同时也说明了其在纳米力学和低维自旋电子学等领域的重要前景。
张磊[5]（2020）在《VA族二维材料的共价修饰及其光电性质的研究》文中研究表明自石墨烯之后,VA族二维材料以其优异的物理化学性质吸引了众多科学家的目光。黑磷作为直接带隙半导体,表现出超高的载流子迁移率、各向异性、优异的光催化活性和光热治疗性能;锑烯表现出高电化学容量、优异的电催化性质、光电响应和出色的有机催化活性。然而,黑磷由块体材料被剥离为二维结构时,表现出明显的空气不稳定性,严重影响了黑磷的性质研究,成为限制二维黑磷材料进一步应用的阿喀琉斯之踵。锑烯由于其层间距较短,在使用液相剥离进行制备时,往往表现出产率低、形貌和尺寸控制较差等缺点。本文针对上述问题,发展了对黑磷纳米片进行包括重氮盐、卡宾在内的有机化学共价修饰方法,以提升黑磷纳米片空气稳定性。此外,使用离子插层进行了大规模、高效且尺寸可控的锑烯制备,并研究了VA族二维黑磷和锑烯的光电性质。最后我们针对激光防护的应用设计了三种二维材料,并对其非线性光学性质进行了研究。本论文的主要工作包括以下几个部分:1.提出负电荷黑磷共价修饰策略,实现了有机重氮盐对黑磷纳米片的高效共价修饰。通过共价修饰,不但可以有效地提升黑磷纳米片的空气稳定性,而且进一步提高了黑磷纳米片的饱和吸收性质。此外,表面官能团的引入,为进一步在黑磷表面进行更复杂的修饰提供了平台。在对硝基苯基修饰的基础上,通过还原表面硝基基团为氨基基团,进一步在其表面组装金纳米粒子,构筑了基于黑磷复合材料的催化剂,并探索了其在催化还原4-硝基苯酚反应中的催化活性。2.基于我们发展的负电荷高效修饰方法,在黑磷纳米片表面共价接枝了多孔共轭高分子,对这类材料的电化学性质进行了研究。通过SEM、XPS等相关测试证明了通过负电荷策略成功地在黑磷表面共价修饰了有机分子,并将其作为锚定基团,可以有效地进一步在其表面构筑更为复杂的三维结构。发现通过共价修饰可以有效地提升二维材料的电化学性能。我们的设计思路展示了通过共价修饰可以作为拓宽二维材料在电化学领域应用的新思路,为二维材料共价修饰的应用带来新的机遇。3.发展了基于卡宾的修饰策略,对液相超声剥离的黑磷纳米片进行了共价修饰。通过对黑磷电子结构的仔细分析,我们发现其结构更适合于卡宾的修饰。我们提出,除使用传统的相转移催化剂对黑磷纳米片进行异相催化共价修饰的反应外,这一反应也可以通过有机碱的存在发生均相催化,从而高效地修饰黑磷纳米片。我们通过对该反应的条件进行优化,获得了卡宾修饰黑磷纳米片反应发生的最优条件。同时,对其机理进行了讨论。最后,我们对卡宾共价修饰的黑磷纳米片的非线性光学性质进行了探索。4.首次将锂离子插层制备二维材料的方法运用到锑烯的制备中,并研究了所得锑烯纳米片的非线性光学性质。由于锑烯纳米片间的层间距较小,传统的溶剂超声液相剥离并不能很有效地制备得到大规模、高产率和形貌尺寸可控的锑烯纳米片。而锂离子由于其尺寸和锑烯层间距较匹配,我们发现通过锂离子插层可以高效地制备锑烯纳米片,且这一过程是大规模、高产率且尺寸可控的。基于这一实验结果,我们系统的研究了锑烯纳米片在不同溶剂中的分散性,以及不同尺寸的锑烯纳米片在同一溶剂中的分散性,并且首次报道了锑烯纳米片在水中的不稳定性,对锑烯纳米片大规模、高质量且高效地制备具有一定的指导意义。最后,我们同时报道了尺寸依赖和能量依赖的锑烯纳米片的非线性光学性质,对其三阶非线性光学性质进行了系统地探索,并使用纳秒和飞秒时间分辨光谱对不同尺寸锑烯纳米片的载流子动力学进行了研究。5.通过电子辐照改性、化学气相沉积等方法制备了三种二维材料,对其非线性光学性质进行了研究。研究发现,三种材料都具有光限幅性质,且非线性吸收较强(达10-9 m/W以上),具有作为激光防护材料的潜质。我们的结果表明,通过化学气相沉积或者电子辐照等手段,可以有效地调节二维材料的非线性光学性质,为拓展二维材料在光限幅方面的应用提供了新的思路。
胡伟达,李庆,陈效双,陆卫[6]（2019）在《具有变革性特征的红外光电探测器》文中认为现代红外光电探测技术有着近八十年的历史.从二战期间第一个可实用PbS红外探测器到第三代红外光电探测器概念的提出,红外光电探测技术经历了翻天覆地的变化.以碲镉汞、锑化铟、铟镓砷为代表的传统红外光电探测器已在军事、遥感、通信、生命科学和宇宙探索等领域发挥着至关重要的作用.随着人类对光电探测不断增长的需求,尤其近几年来在人工智能、大数据、智慧城市等方面对红外信息的探测和智能感知有着强烈的需求,大幅降低红外光电探测器的尺寸（size）、重量（weight）、功耗（power）和价格（price）,以及提高探测器的性能（performance）迫在眉睫.因此,要满足上述需求,必须要寻找具有变革性特征的红外光电探测器件.当前红外探测器正处于新旧更迭的时代,一大批新型红外光电探测器涌出.本文系统地介绍了一些具有变革性特征的红外探测器前沿内容,主要包括:人工光子微结构调控的新型红外探测器、基于能带工程的红外探测器、新型低维材料红外探测器,以及传统红外探测器的新方向.最后,展望了红外光电探测未来发展面临的机遇和挑战.
骆文锦[7]（2019）在《基于低维材料的高增益光电探测器研究》文中提出近十几年来,纳米材料光电探测器被广泛研究,主要集中在各种新颖的低维材料,如一维材料和二维材料。低维材料在三维空间至少有一维的尺寸与电子的平均自由程可比拟,所以表现出一些新奇的物化特性,如量子限域效应、弹道输运、内禀各向异性等,为实现高灵敏、宽光谱、快速以及偏振成像提供了一种新途径。红外偏振探测能够从复杂的背景辐射中有效地识别被探测目标,因此在肿瘤医疗、地质勘探和气象监测等方面具有广阔的应用前景,尤其是在量子通信领域红外偏振光子探测意义非凡。本论文主要从低维材料出发,着重研究高增益光电探测器在单光子探测领域的实际应用,主要内容如下:1.研究了基于二硫化钨（WS2）和二硫化钼（MoS2）浮栅结构光电探测器。利用1 nm厚度金纳米颗粒充当电子捕获层,浮置于沟道材料WS2之上。在顶栅ITO透明电极的调控下,实现自由电子在浮栅与沟道WS2之间来回隧穿并存储。器件表现出长时间的―编程‖状态和―擦除‖状态,利用编程状态形成的低暗电流(10-11 A)进行光响应,得到1090 A/W的光电响应率和3.5×1011 Jones的探测率。此外,实验中制作了同样结构的MoS2浮栅光电探测器,被证明同样具有极强的光探测能力。2.实现了基于一维纳米线的室温单光子探测器。基于photogating增益机制,设计并制备具有核壳结构的CdS纳米线场效应晶体管,在室温下成功探测到了单光子并实现13光子的分辨。探测效率达到了23%,暗计数率为1.87×10-3 Hz。此外,得益于纳米线的一维特性,器件对线偏振光子显示出了选择吸收特性。同时,建立了静电场放大模型,结果表明理论与实验一致。3.基于photogating高增益概念与整流特性相结合思路,设计并制备了一种非对称（电极和面积）InP纳米线同质结场效应晶体管。器件在室温下的整流比可达106（±6 V）,77 K下可达108（±5 V）。此外,利用表面态完全耗尽纳米线形成的极低暗电流,可实现6光子/秒的探测。4.根据能带工程概念,设计并制备了一种黑磷（BP）与二硒化钨（WSe2）垂直堆垛范德华异质结。利用BP与WSe2不同带隙,使得器件表现出了双波段探测能力。利用异质结形成的内建电场快速有效分离光生载流子,同时利用BP充当光photogating层提供极大增益,使得器件在可见光和红外光波段的光响应率分别高达103 A/W和0.5 A/W,探测率分别高达1014和1010 Jones,响应速度均达800μs。此外,利用BP的内禀偏振敏感特性,使得器件对1550 nm波长光表现出了偏振选择吸收特性。
张旭涛[8]（2019）在《InAs基纳米线的制备及其光电器件研究》文中认为作为一种新型材料,半导体纳米线在揭示物理学基础理论以及光电子器件新应用等方面展示着巨大的潜力。作为纳米结构,由于尺寸受限所展现的量子限制效应往往具有奇特、优异的性能,在探索低维度器件物理机制方面显示出非凡的前景。同时纳米线由于尺寸减小引起的超高表面体积比,使得表面原子占比增加进而对器件性能的影响越加显着,引起了广泛的关注,被应用于气敏探测以及医疗检测等领域。同时,由于InAs基半导体纳米线具有高迁移率以及较窄直接带隙的特质,成为了制备高速器件以及红外光电器件的重要备选材料。因此,对于InAs基窄带隙半导体纳米线的制备以及纳米线光电子器件的研究显得尤为重要。本论文主要研究了InAs、InGaAs纳米线的Au催化分子束外延生长以及嵌含有InGaAs量子点的GaAs纳米线有序阵列的选区金属有机气相沉积（MOCVD）生长。另一方面,基于纳米线场效应管（FET,field effect transistor）光电器件,研究了InAs纳米线表面态在光电探测中的作用,铁电材料/InAs纳米线复合结构器件的中波红外探测特性、铁电材料/InAs纳米线FET的非易失性可擦写存储特性以及InGaAs纳米线器件的近红外探测特性。主要的创新点与内容如下:1.利用Au催化MBE方法制备了高质量的InAs纳米线,其表面有着2-3 nm的天然氧化层。将生长的InAs纳米线制备为背栅FET器件。当温度从室温降为77K时,该器件由单极型n型转变为双极型。无论何种温度,当载流子类型为空穴时,器件在不同光子能量入射时显示为正光电导响应;当载流子类型变为电子时,器件在波长大于1060 nm的光子入射时表现为正光电导响应,在波长小于940 nm的光子入射时表现为负光电导响应。验证了在纳米线导带之上存在由表面态引起的电子束缚能级,严重影响着器件的光电性能。通过在纳米线表面旋涂覆盖层,研究纳米线表面环境变化对器件性能以及响应速度的影响。结果表明吸附气体的存在会降低器件的响应速度。通过栅压调制纳米线表面态中电子束缚的状况,可以有效增强器件在近红外波段的光电响应。2.制备了铁电材料P（VDF-TrFE）/InAs NW复合结构顶栅FET器件。利用铁电材料极化后产生的超强局域极化场来调控纳米线表面态中电子的分布以及实现能带的弯曲。在极化向上时,电子在静电场的作用下被束缚在纳米线表面态,被束缚的电子形成内建静电场进一步耗尽纳米线芯中的自由电子,使得器件处于超低的暗电流状态。相较于之前的工作报道以及商用器件,该器件在中波红外波段实现了最灵敏的光电探测响应率。在3.5μm的光照条件下,InAs纳米线器件的响应率高达1.6×104 A W-1,探测率达到1.4×1012 cm·Hz1/2W-1,增益达到5.7×103。同时,超强的静电场产生了Franz-Keldysh效应,使得电子和空穴的波函数“隧穿”到带隙进而产生重叠。最终,将器件的探测范围拓展到带隙以下的4.3μm,并得到G=2.8×102,R=9.6×102 A W-1以及D*=8.5×1010 cm·Hz1/2W-1。另一方面,在铁电材料极化场的作用下,电子完全被驱离表面态引起的电子束缚能级。当具有不同能量的光脉冲入射下,纳米线价带中的电子被激发到不同的能带位置,使得器件产生了不同的稳定电流输出。最后,InAs纳米线器件展示了一种新颖的非易失可擦写的光辅助存储特性。3.利用Au催化MBE方法制备了高质量的InGaAs纳米线。通过详细的电子显微镜分析得到InGaAs纳米线具有特殊的自组装芯-壳（core-shell）结构。其中,纳米线的芯的组分是富In的,壳的组分是富Ga的。并且,沿着生长方向,芯中的Ga组分是逐渐减少的,壳中的Ga组分是逐渐增加的,芯与壳间的组分差异是逐渐增大的。这是因为与衬底上的InGaAs薄膜生长的竞争而形成富含In的纳米线芯。此外,纳米线芯和壳中的组分梯度是晶格弛豫的结果。对于组分梯度的变化做了详细的分析。最后,将生长的InGaAs纳米线制备为背栅FET器件,利用壳层的钝化保护作用,在近红外波段实现了优异的探测性能。4.分别研究了GaAs纳米线阵列、GaAs/InGaAs异质结纳米线阵列、GaAs/InGaAs（QDs）/GaAs有序阵列的选区MOCVD生长。通过优化生长参数温度和Ⅴ/Ⅲ束流比,最终得到了均匀统一、周期分布的纳米线阵列。对纳米线生长的分子动力学进行了分析。然后进行了细致的微结构、组分分布以及荧光光谱测试。最后通过生长AlGaAs钝化层进一步降低纳米线表面的非辐射复合,增强了光学性能。
徐德前[9]（2018）在《In（GaSb）薄膜及量子点结构的MOCVD外延生长》文中指出Ⅲ-Ⅴ族锑化物是半导体材料体系的重要组成部分,由于其独特的能带结构、有效质量小、电子迁移率高等优良特性,在超高速低功耗器件和红外光电领域有着重要应用。特别是量子点、超晶格等低维结构以及Ⅱ型能带结构的引入,使波长从近中红外延伸到远红外,锑化物器件被认为是第三代红外技术的重要发展方向。然而,由于锑源具有较低的饱和蒸汽压,使得采用MOCVD技术很难制备高质量的锑化物材料,严重限制了其高性能器件的大规模商业化生产。本文基于MOCVD技术,开展了InGaSb薄膜以及InGaSb、GaSb量子点的生长和特性研究,具体内容如下:1.采用MOCVD技术,在GaSb衬底上制备了InGaSb薄膜,研究了生长温度、Ⅴ/Ⅲ比、Ga/Ⅲ比对In GaSb薄膜性质的影响。当温度从430°C增大到510°C时,In GaSb薄膜的表面形貌和结晶质量得到极大的改善,结合In的并入情况,获得最佳生长温度为470°C,热力学是主要影响因素。当Ⅴ/Ⅲ比从0.5增大到2.0,InGaSb薄膜表面粗糙度明显降低,Ⅴ/Ⅲ比为1.5时结晶质量最好,XRD摇摆曲线半高宽（FWHM）为0.47°。当Ga/Ⅲ比从0.3增大到0.8时,InGaSb薄膜的表面形貌和结晶质量得到极大的改善,成键强度和动力学等是主要影响因素。2.采用MOCVD技术,在GaAs衬底上制备了In GaSb量子点,研究了生长温度、反应压强、生长时间、中断时间等生长参数,以及沉积厚度和GaSb缓冲层对In GaSb量子点形貌的影响。温度为500°C、反应压强为100mbar、生长时间为5s、中断时间为10s时,量子点密度最大且沿[110]方向生长速度快,密度为5.5×109cm-2,平均高度为11nm,平均直径为72nm,平均长宽比约1.5。3.采用MOCVD技术,在GaAs衬底上制备了GaSb量子点,通过Sb表面处理方法,在GaAs衬底上形成低表面能的Sb-Sb浮层,实现以界面失配（IMF）生长模式对GaSb量子点诱导生长,量子点沿[110]方向生长较快。温度为500°C、压强为40mbar、生长时间为20s时,量子点密度最大为1.2×1010cm-2,平均直径43nm,平均高度5.8nm。此外,研究了液滴外延生长模式对GaSb量子点形貌的影响,其量子点密度较小约109cm-2,直径约90100nm,高度约912nm。4.研究了源输入流量、反应压强对GaSb量子点各向异性的影响,以及Sb保护对量子点生长机制和形貌的影响。高的源输入流量和低的反应压强都可以有效抑制量子点形貌的各向异性,采用高的源输入流量虽然可以较好抑制各向异性,但导致量子点堆垛现象严重,并且过短的生长时间（<5s）很难控制量子点分布的均匀性。采用较低压强（40mbar）不仅可以有效抑制量子点各向异性形貌,而且可以通过改变生长时间在较大的范围内调节量子点尺寸。生长前的Sb保护过程,有类似Sb表面处理的作用,促进IMF生长模式的形成。
郭祥[10]（2015）在《InGaAs量子点可控生长研究》文中提出Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料具有较高的电子迁移率,利用Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料所制作的电子器件、微波器件与集成电路具有高速、高频等优点。此外Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料构成的低维半导体材料如量子阱、量子线、量子点还具有优异的光电性能,利用其可以制作高光电转换率的光伏组件、低阈值电流高功率的半导体激光器以及高灵敏度红外探测器等光电子器件以及自旋电子学器件。这些器件由于其卓越的性能而被广泛的应用于军事科技、空间技术、日常生活等领域。目前,为了进一步地开发Ⅲ-Ⅴ族半导体器件的光电性能,人们把研究的重点放在低维半导体器件方面,特别是三维受限的量子点器件方面。而高质量Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点材料的制备是保障量子点器件的光电特性与广泛应用的关键。本文以In Ga As/Ga As材料体系为基础,研究单层与多层量子点的可控生长,目的是为了获得高度均匀有效的量子点材料。本文的主要的研究内容为以下几点:1、基于Ga As与In As同质外延生长研究。获得了原子级平坦的Ga As（001）表面,并且确定了In Ga As量子点组分。然后,本文研究了单层量子点生长与量子点的组分、衬底温度之间的关系。发现量子点按照S-K生长模式正常生长成核形成3D量子点需要同时满足一定的组分与衬底温度条件,在特定组分下存在一个适合量子点生长温度区间,只有在温度区间内才能形成量子点。且适合生长量子点温度区间随着In组分的升高而扩大,当In组分过低（小于20%In组分）时无法有效地生成量子点。2、量子点的尺寸与密度决定了量子点的光电性质与应用范围。通过控制量子点生长的方式、沉积量以及生长退火条件等因素能有效地控制单层量子点在二维表面的尺寸与密度。研究表明在适合量子点生长的温度区间内,生长衬底温度越高量子点的尺寸越大;完成量子点生长后退火处理能有效的提高量子点的横向尺寸与高度并使量子点的密度下降。但是如果生长温度过低,退火不会使量子点密度下降而是会小幅上升。S-K生长模式适合生长高密度量子点,液滴外延模式适合生长低密度量子点。在液滴外延模式下金属束流的沉积量与无As压退火时间是决定量子点的形状、尺寸、密度的关键因素,通过采用间歇式的喷射金属In与Ga材料能有效地控制量子点的密度。此外,Ga液滴外延刻蚀形成了纳米孔洞,可作为量子点生长的模板使量子点会优先在纳米孔洞周围成核。3、在单层量子点生长工艺的基础上,研究了多层堆叠量子点结构的生长。发现在多层量子点结构中存在两种空间分布机制分别为量子点竖直成链与侧向成链。间隔层作为应力的传递媒介影响着多层量子点结构的空间分布机制,当间隔层厚度小时竖直成链,当间隔层厚度大时侧向成链。此外,间隔层厚度大小、间隔层退火工艺以及间隔层生长方式直接影响了力量子点的尺寸、形状与密度。通过控制间隔层能够有效地实现对多层量子点各项指标的控制。4、对于异质外延的自组装量子点而言,应力与应变分布情况直接关系到量子点系统的能带结构。本文对单层量子点在不同退火时间下的表面微观结构表征发现量子点内部应变能的释放在量子点中形成裂缝,外部的应力作用是量子点形状发生改变。此外,本文通过高分辨的STM表征量子点的表面微观结构首次发现了In0.5Ga0.5As量子点的侧向晶面为In As（137）面。通过对竖直成链与侧向成链的多层量子点结构中的间隔层表面应变的分析发现,表面应变场作用机制唯一决定了竖直成链,而表面应变场与表面形貌共同决定了量子点侧向成链的空间分布。
二、MBE生长的垂直堆垛InAs量子点及HFET存储器件的应用（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、MBE生长的垂直堆垛InAs量子点及HFET存储器件的应用（论文提纲范文）
（1）基于界面效应调控的新型二维光电器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二维材料的特性与应用 |
| 1.2.1 二维材料的独特结构及性质 |
| 1.2.2 基于二维材料的多功能应用 |
| 1.3 光电探测器概论 |
| 1.3.1 光电探测器分类 |
| 1.3.2 光电探测机理 |
| 1.3.3 光电探测性能重要参数 |
| 1.4 二维光电探测器面临的挑战 |
| 1.5 论文研究的意义和主要内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 二维材料及器件的制备与表征 |
| 2.1 二维材料的制备方法 |
| 2.1.1 微机械剥离法 |
| 2.1.2 液相剥离法 |
| 2.1.3 化学气相沉积法 |
| 2.2 二维异质结的制备方法 |
| 2.3 二维材料的表征手段 |
| 2.4 二维器件的制备及表征 |
| 2.4.1 紫外光刻技术 |
| 2.4.2 电子束蒸发镀膜技术 |
| 2.4.3 电子束光刻技术 |
| 2.4.4 半导体测试系统 |
| 参考文献 |
| 第3章 新型窄带隙二维半导体宽光谱探测器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于Cr_2S_3纳米片的可见-红外光电探测器 |
| 3.2.1 Cr_2S_3纳米片的研究进展 |
| 3.2.2 Cr_2S_3纳米片的可控生长和转移 |
| 3.2.3 Cr_2S_3纳米片的表征及计算分析 |
| 3.2.4 器件制备与测试相关设备 |
| 3.2.5 Cr_2S_3纳米片的光电性能 |
| 3.2.6 小结 |
| 3.3 基于PdSe_2纳米片的太赫兹探测器 |
| 3.3.1 PdSe_2纳米片的研究进展 |
| 3.3.2 PdSe_2单晶的可控生长与表征 |
| 3.3.3 PdSe_2纳米片的制备及表征 |
| 3.3.4 PdSe_2太赫兹探测器的制备 |
| 3.3.5 PdSe_2太赫兹性能测试 |
| 3.3.6 小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 界面电荷诱导的光电器件 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超灵敏Cr_2Ge_2Te_6光电探测器 |
| 4.2.1 Cr_2Ge_2Te_6纳米片的研究进展 |
| 4.2.2 材料表征相关设备 |
| 4.2.3 Cr_2Ge_2Te_6单晶的可控生长与表征 |
| 4.2.4 器件制备与测试相关设备 |
| 4.2.5 Cr_2Ge_2Te_6纳米片的光电性能 |
| 4.2.6 小结 |
| 4.3 BP/PZT非易失性光电存储器 |
| 4.3.1 非易失性存储器的研究进展 |
| 4.3.2 铁电薄膜锆钛酸铅的制备 |
| 4.3.3 锆钛酸铅及黑磷的性能表征 |
| 4.3.4 BP/PZT晶体管的制备与表征 |
| 4.3.5 BP/PZT晶体管的极化依赖光电及调控机理 |
| 4.3.6 BP/PZT晶体管的光电存储性能 |
| 4.3.7 小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 界面能带工程调控的BiCuOSe/WSe_2隧穿光电探测器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 BiCuOSe纳米片的合成 |
| 5.3 材料表征相关设备 |
| 5.4 器件表征及相关设备 |
| 5.5 BiCuOSe纳米片的性能表征 |
| 5.6 BiCuOSe/WSe_2异质结的构筑及表征 |
| 5.7 BiCuOSe/WSe_2异质结的电学性能表征 |
| 5.8 BiCuOSe/WSe_2异质结的光学性能表征 |
| 5.9 小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（2）新型二维材料光、电及插层调控物性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 二维材料概述 |
| 1.1.1 二维材料分类 |
| 1.1.2 二维材料生长 |
| 1.1.3 二维材料转移技术 |
| 1.1.4 二维材料器件制备 |
| 1.2 二维材料场效应晶体管 |
| 1.2.1 场效应晶体管性能参数与应用 |
| 1.2.2 接触电阻 |
| 1.2.3 二维材料场效应晶体管研究进展 |
| 1.3 二维材料光电探测器 |
| 1.3.1 光电探测器物理机理 |
| 1.3.2 光电探测器性能指标参数 |
| 1.3.3 二维材料光电探测器研究现状 |
| 1.4 二维材料的调控手段 |
| 1.4.1 插层调控 |
| 1.4.2 场效应调控 |
| 1.5 选题依据与研究内容 |
| 第二章 BiSeI单晶的光电性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 BiSeI单晶生长 |
| 2.2.2 BiSeI单晶表征 |
| 2.3 BiSeI单晶的光电性能研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 ZnPS_3插层调控的物性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 ZnPS_3单晶生长及表征 |
| 3.2.2 插层ZnPS_3纳米片合成及表征 |
| 3.2.3 插层ZnPS_3纳米片FET器件制备 |
| 3.3 插层ZnPS_3纳米片FET器件的电学性能测试与分析 |
| 3.3.1 Co-ZnPS_3纳米片FET器件的电学性能测试与分析 |
| 3.3.2 Cu-ZnPS_3纳米片FET器件的电学性能测试与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 三氧化钼封装制备平面异质结的物性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 MoO_3和SnS_2的单晶生长及表征 |
| 4.2.2 MoO_3封装制备平面异质结及表征 |
| 4.3 器件电学性能研究 |
| 4.3.1 FET器件制备 |
| 4.3.2 SnS_2原子插层FET的电学性能测试 |
| 4.3.3 平面异质结FET的电学性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 MPX_3材料的物性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 MPX_3单晶生长及表征 |
| 5.2.1 MPX_3单晶生长 |
| 5.2.2 MPX_3单晶性质表征 |
| 5.3 MPX_3物性研究 |
| 5.3.1 MPX_3单晶磁性研究 |
| 5.3.2 MnPSe_3纳米片光电性能研究 |
| 5.3.3 FePSe_3纳米片光电性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（3）石墨烯与新型半导体材料异质结构制备及器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 石墨烯的基本性质和应用背景 |
| 1.1.1 石墨烯的原子和能带结构 |
| 1.1.2 石墨烯的光电特性 |
| 1.1.3 石墨烯的合成方法 |
| 1.1.4 石墨烯的光电应用 |
| 1.2 宽禁带和二维半导体材料的基本性质和应用背景 |
| 1.2.1 宽禁带半导体材料的基本性质和应用背景 |
| 1.2.2 二维半导体材料的基本性质和应用背景 |
| 1.3 石墨烯与新型半导体材料异质结构的研究现状 |
| 1.3.1 石墨烯与宽禁带半导体材料异质结构的光电器件研究进展 |
| 1.3.2 石墨烯与二维半导体材料异质结构的光电器件研究进展 |
| 1.4 论文研究意义和主要内容 |
| 第2章 肖特基接触、欧姆接触及光电探测器理论 |
| 2.1 肖特基接触和欧姆接触 |
| 2.1.1 金属-半导体肖特基接触 |
| 2.1.2 金属-半导体欧姆接触 |
| 2.1.3 石墨烯-半导体的接触 |
| 2.2 光电探测器概述 |
| 2.2.1 光电探测器的器件结构 |
| 2.2.2 光电探测器响应机理 |
| 2.2.3 光电探测器重要参数 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 CVD偏析法合成石墨烯及与GaN异质结构制备研究 |
| 3.1 CVD法生长石墨烯的机理 |
| 3.2 偏析法CVD石墨烯(CVDSG)生长的实验设计和合成过程 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 CVDSG的均匀性分析 |
| 3.3.2 CVDSG的层数可控及堆垛特性研究 |
| 3.3.3 氢气刻蚀作用及偏析温度效应 |
| 3.3.4 CVDSG的霍尔器件测试 |
| 3.4 CVDSG与 GaN异质结构制备 |
| 3.4.1 石墨烯转移到GaN衬底的过程 |
| 3.4.2 石墨烯-GaN异质结的表征测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 石墨烯、SiC及金刚石异质结构外延生长研究 |
| 4.1 SiC外延法生长石墨烯的机理及实验相关设备 |
| 4.1.1 SiC外延法生长石墨烯的机理 |
| 4.1.2 高温CVD 设备和MPCVD设备 |
| 4.2 基于高温CVD设备外延SiC及与石墨烯异质结构制备 |
| 4.2.1 外延生长SiC研究 |
| 4.2.2 石墨烯与外延SiC异质结构制备 |
| 4.3 基于MPCVD在SiC衬底上外延生长石墨烯异质结构 |
| 4.3.1 实验过程及条件 |
| 4.3.2 结果和讨论 |
| 4.4 基于MPCVD的SiC、石墨烯和金刚石异质结构上生长 |
| 4.4.1 实验过程及条件 |
| 4.4.2 结果和讨论 |
| 4.5 基于MPCVD在目标衬底上石墨烯异质结构直接生长研究 |
| 4.5.1 实验过程及条件 |
| 4.5.2 结果和讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 石墨烯-GaN肖特基紫外探测器件研究 |
| 5.1 GaN慢速刻蚀对肖特基接触的影响 |
| 5.1.1 GaN慢速刻蚀的特性及低刻蚀损伤研究 |
| 5.1.2 慢速刻蚀的GaN垂直肖特基器件研究 |
| 5.2 石墨烯-GaN垂直型肖特基紫外探测器 |
| 5.2.1 器件的制作及表征 |
| 5.2.2 器件的光电性能测试 |
| 5.3 石墨烯-GaN纳米柱紫外探测器 |
| 5.3.1 GaN纳米柱的制作及表征 |
| 5.3.2 石墨烯-GaN纳米柱器件的制作 |
| 5.3.3 器件的光电性能测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 石墨烯与黑磷异质结制备及光电探测器件研究 |
| 6.1 石墨烯-黑磷异质结的制备和器件制作 |
| 6.1.1 石墨烯-黑磷异质结的制备和表征 |
| 6.1.2 石墨烯-黑磷的器件制作 |
| 6.2 石墨烯-黑磷光探测器光电性能测试 |
| 6.2.1 光电性能测试设备 |
| 6.2.2 可见光波段的光电性能测试 |
| 6.2.3 红外波段的光电性能测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论及创新点 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（4）低维自旋电子材料和器件的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 自旋电子学 |
| 1.1.1 自旋电子学简介 |
| 1.1.2 铁磁体的自旋依赖传导特性和自旋输运 |
| 1.1.3 巨磁阻和隧穿磁阻效应 |
| 1.2 自旋卡诺电子学 |
| 1.2.1 自旋热电理论和自旋依赖的塞贝克效应 |
| 1.2.2 自旋塞贝克效应 |
| 1.3 基于二维材料的自旋电子学 |
| 1.3.1 二维材料简介 |
| 1.3.2 二维材料的磁化工程 |
| 1.3.3 二维本征磁性材料 |
| 1.4 二维范德瓦尔斯异质结与界面工程 |
| 1.5 二维材料的(纯)自旋流研究 |
| 1.6 二维材料的自旋极化和半金属性 |
| 1.7 论文研究内容及意义 |
| 第2章 理论基础和计算方法 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.1.1 玻恩-奥本海默(Born-Oppenheimer)绝热近似 |
| 2.1.2 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.1.3 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.4 Kohn-Sham方程的求解 |
| 2.1.5 交换关联泛函 |
| 2.1.6 常见的几个基组 |
| 2.1.7 外势场V_(ext)(?)的处理 |
| 2.2 非平衡格林函数理论 |
| 2.2.1 格林函数的概念 |
| 2.2.2 平衡格林函数 |
| 2.2.3 非平衡格林函数 |
| 2.3 非平衡格林函数在量子输运体系的应用 |
| 2.3.1 Landauer-Büttiker公式 |
| 2.3.2 电子透射率和电流的非平衡格林函数形式 |
| 2.3.3 密度泛函理论-非平衡格林函数 |
| 2.4 量子输运体系的自旋热电输运 |
| 2.4.1 线性响应理论 |
| 2.4.2 自旋和电荷塞贝克系数的定义 |
| 2.5 量子输运体系的光电流计算 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 碳化硅纳米带的热致自旋流研究 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 器件模型和理论计算方法 |
| 3.3 计算结果与讨论 |
| 3.3.1 电子结构以及电子透射谱 |
| 3.3.2 散射态以及局域态密度分析 |
| 3.3.3 热致自旋流 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 非对称氢化锯齿形硅烯纳米带的光学伽伐尼效应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 器件模型与理论计算方法 |
| 4.3 计算结果与讨论 |
| 4.3.1 H-2H 6-ZSiNR的电子结构 |
| 4.3.2 平行磁构型下光致自旋极化输运 |
| 4.3.3 反平行磁构型下光致自旋极化输运 |
| 4.3.4 光电流的产生示意图和对称性解释 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 自旋极化反演反对称导致光致纯自旋流效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 器件模型与理论计算方法 |
| 5.3 计算结果与讨论 |
| 5.3.1 不同栅压作用下6-ZGNR的电子结构 |
| 5.3.2 无栅压下锯齿形石墨烯纳米带光学伽伐尼效应 |
| 5.3.3 不同栅压构型下锯齿形石墨烯纳米带的光学伽伐尼效应 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 铁电调控二维范德瓦尔斯结构的半金属性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算理论方法和细节 |
| 6.3 计算结果和讨论 |
| 6.3.1 双层2H-VSe_2体系以及单层Sc_2CO_2铁电体的电子结构 |
| 6.3.2 Sc_2CO_2/VSe_2范德瓦尔斯多铁异质结的电子结构 |
| 6.3.3 静电势分布与界面电荷转移分析 |
| 6.3.4 基于Sc_2CO_2/NSe_2多铁异质结的非易失性储存器件 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 二维SnO_2结构的理论预测以及载流子调控其磁性的研究 |
| 7.1 研究背景 |
| 7.2 计算方法与细节 |
| 7.2.1 第一性原理计算参数设置 |
| 7.2.2 2D半导体体系的迁移率计算 |
| 7.2.3 二维Ising磁体的铁磁转变温度的估算 |
| 7.3 计算结果和讨论 |
| 7.3.1 二维SnO_2的原子结构和稳定性 |
| 7.3.2 电子结构和载流子迁移率 |
| 7.3.3 空穴掺杂导致的磁性 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（5）VA族二维材料的共价修饰及其光电性质的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 石墨烯(Graphene) |
| 1.2.1 石墨烯的结构 |
| 1.2.2 石墨烯的制备 |
| 1.2.3 石墨烯的性质和应用 |
| 1.2.4 石墨烯的修饰 |
| 1.3 过渡金属硫化物(TMDs) |
| 1.3.1 过渡金属硫化物的结构 |
| 1.3.2 过渡金属硫化物的制备 |
| 1.3.3 过渡金属硫化物的性质 |
| 1.3.4 过渡金属硫化物的修饰 |
| 1.4 黑磷(Black Phosphorus) |
| 1.4.1 黑磷的结构 |
| 1.4.2 黑磷的制备 |
| 1.4.3 黑磷的性质 |
| 1.4.4 黑磷的修饰 |
| 1.5 锑烯(Antimonene) |
| 1.5.1 锑烯的结构 |
| 1.5.2 锑烯的制备 |
| 1.5.3 锑烯的性质 |
| 1.5.4 锑烯的修饰 |
| 1.6 选题思路 |
| 第二章 基于负电荷策略对黑磷纳米片的高效修饰 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 材料和仪器 |
| 2.2.2 锂离子插层制备BP-Li |
| 2.2.3 BP的官能化(BP-NO2的合成) |
| 2.2.4 对照实验 |
| 2.2.5 还原BP-NO2(BP-NH2的合成) |
| 2.2.6 BP-NH2-Au的合成 |
| 2.2.7 三阶非线性光学性质的测试 |
| 2.2.8 4-硝基苯酚的催化还原 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 负电荷策略高效共价修饰黑磷纳米片的机理分析 |
| 2.3.2 锂离子插层制备黑磷纳米片 |
| 2.3.3 重氮盐对BP-Li的高效修饰 |
| 2.3.4 共价修饰黑磷纳米片的稳定性测试 |
| 2.3.5 共价修饰黑磷纳米片的非线性光学和催化性质研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 黑磷纳米片共价修饰共轭微孔高分子复合材料的制备及其储能性质的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 电容器和超级电容器 |
| 3.1.2 基于石墨烯的超级电容器 |
| 3.1.3 基于黑磷的超级电容器 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料和仪器 |
| 3.2.2 锂离子插层制备BP-Li |
| 3.2.3 BP的官能化(BP-Br的合成) |
| 3.2.4 BP-CMP的制备 |
| 3.2.5 对照试验 |
| 3.2.6 BP-CMP-B的制备 |
| 3.2.7 电化学超级电容器的制备以及测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 共价修饰黑磷复合材料的制备 |
| 3.3.2 共价修饰的黑磷复合材料的光谱表征 |
| 3.3.3 共价修饰黑磷复合材料的形貌表征 |
| 3.3.4 共价修饰黑磷复合材料的电化学性质研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于卡宾的黑磷纳米片高效共价修饰新策略的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 材料和仪器 |
| 4.2.2 BP/NMP分散液的制备 |
| 4.2.3 卡宾修饰的黑磷纳米片(BP=CCl2)的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 卡宾修饰黑磷纳米片的可行性分析 |
| 4.3.2 卡宾修饰黑磷纳米片的形貌表征 |
| 4.3.3 卡宾修饰黑磷纳米片的光谱表征 |
| 4.3.4 卡宾修饰黑磷纳米片反应的优化 |
| 4.3.5 卡宾修饰黑磷纳米片反应的机理推测 |
| 4.3.6 卡宾修饰黑磷纳米片的非线性光学性质研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 锑烯纳米片的制备、分散性和尺寸依赖的非线性光学性质的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 材料和仪器 |
| 5.2.2 锂离子插层制备锑烯纳米片 |
| 5.2.3 锑烯纳米片的非线性光学性质测试 |
| 5.2.4 锑烯纳米片的纳秒瞬态吸收光谱测试 |
| 5.2.5 锑烯纳米片的飞秒瞬态吸收光谱测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 锂离子插层制备锑烯的形貌表征 |
| 5.3.2 锂离子插层制备锑烯的光谱表征 |
| 5.3.3 锂离子插层制备锑烯纳米片的分散性和稳定性研究 |
| 5.3.4 锂离子插层制备锑烯的产率计算 |
| 5.3.5 锂离子插层制备锑烯的尺寸分布研究 |
| 5.3.6 锂离子插层制备锑烯纳米片的非线性光学性质研究 |
| 5.3.7 锂离子插层制备锑烯的光激发载流子动力学研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 面向激光防护的二维材料制备及其光限幅性质研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.1.1 非线性光学的基本原理 |
| 6.1.2 非线性光学的测试 |
| 6.1.3 非线性光学的应用 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 材料和仪器 |
| 6.2.2 化学气相沉积(CVD)生长制备WSe_2和MoS_2纳米片 |
| 6.2.3 液相剥离锑烯纳米片 |
| 6.2.4 电子辐照制备改性锑烯纳米片 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 液相辅助超声剥离制备锑烯的形貌表征 |
| 6.3.2 液相辅助超声剥离制备锑烯的光谱表征 |
| 6.3.3 液相辅助超声剥离制备锑烯的光限幅性质研究 |
| 6.3.4 化学气相沉积制备WSe_2和MoS_2的表征 |
| 6.3.5 化学气相沉积制备WSe_2和MoS_2的光限幅性质研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 在学期间的研究成果 |
| 发表论文 |
| 参与课题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）基于低维材料的高增益光电探测器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 单光子探测技术 |
| 1.2.1 高驱动电压单光子探测器 |
| 1.2.2 低温工作单光子探测器 |
| 1.2.3 量子点类单光子探测器 |
| 1.3 一维半导体纳米线 |
| 1.3.1 半导体纳米线发展简介 |
| 1.3.2 半导体纳米线光电探测器 |
| 1.3.3 半导体纳米线表面态增强光探测机制 |
| 1.4 二维纳米材料 |
| 1.4.1 二维材料简介 |
| 1.4.2 二维材料光电探测器 |
| 1.4.3 photogating效应 |
| 1.4.4 浮栅结构 |
| 1.5 本论文的研究内容及章节安排 |
| 第2章 基于浮栅效应的二维材料存储型光电探测器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于浮栅效应的WS_2和MoS_2存储型光电探测器的制作 |
| 2.3 基于浮栅结构器件及其基本物理模型 |
| 2.4 WS_2浮栅存储器件的光响应性能 |
| 2.5 MoS_2的浮栅存储结构光电晶体管 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于一维纳米线的室温单光子探测器研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 CdS纳米线的合成 |
| 3.3 CdS纳米线场效应晶体管的制作 |
| 3.4 CdS纳米线场效应晶体管的光电表征 |
| 3.4.1 器件结构及理论模型 |
| 3.4.2 暗场情况下的电学性能 |
| 3.4.3 光子入射后的影响 |
| 3.4.4 photogating效应存在的证据 |
| 3.4.5 器件的最佳响应区域 |
| 3.4.6 单光子源校验 |
| 3.4.7 器件的偏振光子选择性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 InP纳米线光电探测器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非对称金属及非对称接触面积器件制作 |
| 4.3 高整流比InP纳米线器件 |
| 4.4 完全耗尽态 |
| 4.5 InP纳米线器件的光响应研究 |
| 4.5.1 InP纳米线器件的全光谱响应图 |
| 4.5.2 InP纳米线器件的光响应稳定性和光响应速度 |
| 4.5.3 InP纳米线器件的光子数响应测试 |
| 4.6 InP纳米线器件的转移特性曲线理论解释 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 BP/WSe_2二维材料垂直结偏振探测器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 BP/WSe_2垂直结器件的制作 |
| 5.3 BP/WSe_2垂直结器件的电学性能和能带理论 |
| 5.4 BP/WSe_2垂直结器件的光学性能和能带理论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 后期展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）InAs基纳米线的制备及其光电器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 半导体纳米线的简介 |
| 1.3 纳米线光电器件的简介 |
| 1.4 本论文主要研究工作 |
| 第2章 制备表征方法和原理 |
| 2.1 纳米线的制备方法 |
| 2.2 纳米线生长设备的简介 |
| 2.2.1 分子束外延技术 |
| 2.2.2 金属有机气相沉积技术 |
| 2.3 纳米线的表征技术 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 阴极场致发光 |
| 2.3.3 透射电子显微镜 |
| 2.3.4 光谱测试技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于表面态调控的InAs纳米线近红外探测特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 InAs纳米线的分子束外延制备 |
| 3.3 InAs纳米线微结构表征 |
| 3.4 InAs纳米线场效应管的制备 |
| 3.5 InAs纳米线光电探测特性研究 |
| 3.5.1 载流子类型对光电探测的影响 |
| 3.5.2 沟道表面环境对光电探测的影响 |
| 3.5.3 入射光波长对光电探测的影响 |
| 3.5.4 表面缺陷态对光电探测的影响 |
| 3.6 基于表面态调谐增强InAs纳米线近红外探测研究 |
| 3.7 InAs纳米线FET光电响应速度研究 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 铁电局域场调控下的InAs纳米线FET光电特性研究 |
| 4.1 高灵敏宽光谱InAs纳米线中波红外探测特性研究 |
| 4.1.1 引言 |
| 4.1.2 InAs纳米线中波红外探测特性研究 |
| 4.2 非易失性可擦写InAs纳米线FET的存储特性研究 |
| 4.2.1 引言 |
| 4.2.2 InAs纳米线器件的存储特性研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 InGaAs核壳结构纳米线的自组装生长以及近红外探测特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 InGaAs核壳结构纳米线的制备以及微结构研究 |
| 5.3 InGaAs纳米线近红外探测特性的研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 InGaAs/GaAs有序阵列的选区MOCVD生长研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 图形衬底的制备方法 |
| 6.3 GaAs有序阵列的制备 |
| 6.4 GaAs/InGaAs异质结有序阵列的制备 |
| 6.5 GaAs/InGaAs QDs/GaAs有序阵列的制备以及光学表征 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（9）In（GaSb）薄膜及量子点结构的MOCVD外延生长（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 锑化物材料 |
| 1.1.1 锑化物材料基本性质 |
| 1.1.2 锑化物材料相关应用及制备技术 |
| 1.1.3 锑化物表面再构及位错 |
| 1.2 In(GaSb)量子点 |
| 1.2.1 In(GaSb)量子点的制备 |
| 1.2.2 In(GaSb)量子点的研究进展及应用 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 第二章 锑化物MOCVD技术及材料表征方法 |
| 2.1 金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术 |
| 2.1.1 MOCVD技术及进展 |
| 2.1.2 MOCVD原理及系统组成 |
| 2.2 In(GaSb)薄膜结晶质量表征及量子点表征方法 |
| 2.2.1 金相显微镜 |
| 2.2.2 X射线衍射(XRD) |
| 2.2.3 原子力显微镜(AFM) |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 In_(1-x)Ga_xSb薄膜和量子点的制备及特性研究 |
| 3.1 In_(1-x)Ga_xSb薄膜的制备及生长特性研究 |
| 3.1.1 生长温度对薄膜特性的影响 |
| 3.1.2 气相Ⅴ/Ⅲ比对薄膜特性的影响 |
| 3.1.3 气相Ga/Ⅲ比对薄膜特性的影响 |
| 3.2 InGaSb量子点的MOCVD制备及特性研究 |
| 3.2.1 温度对InGaSb量子点形貌的影响 |
| 3.2.2 压强对InGaSb量子点形貌的影响 |
| 3.2.3 生长时间和中断时间的影响 |
| 3.3 其它因素对InGaSb量子点形貌的影响 |
| 3.3.1 缓冲层对InGaSb量子点形貌的影响 |
| 3.3.2 沉积厚度对InGaSb量子点形貌的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 GaSb量子点的MOCVD制备及特性研究 |
| 4.1 生长温度对GaSb量子点形貌影响 |
| 4.1.1 100 mbar下生长温度对量子点形貌的影响 |
| 4.1.2 40 mbar下生长温度对量子点形貌的影响 |
| 4.1.3 30 mbar下生长温度对量子点形貌的影响 |
| 4.2 反应压强对GaSb量子点形貌的影响 |
| 4.2.1 Sb源流量7.3μmol时压强对量子点形貌的影响 |
| 4.2.2 Sb源流量3.6μmol时压强对量子点形貌的影响 |
| 4.2.3 Sb源流量1.8μmol时压强对量子点形貌的影响 |
| 4.3 气相Ⅴ/Ⅲ比对GaSb量子点形貌的影响 |
| 4.3.1 100 mbar下Ⅴ/Ⅲ比对量子点形貌的影响 |
| 4.3.2 40 mbar下Ⅴ/Ⅲ比对量子点形貌的影响 |
| 4.3.3 高压强低源流量下Ⅴ/Ⅲ比对量子点形貌的影响 |
| 4.4 生长时间对GaSb量子点形貌的影响 |
| 4.4.1 40 mbar下生长时间对量子点形貌的影响 |
| 4.4.2 30 mbar下生长时间对量子点形貌的影响 |
| 4.5 中断时间对GaSb量子点形貌的影响 |
| 4.5.1 40 mbar下中断时间对量子点形貌的影响 |
| 4.5.2 低生长温度下中断时间对量子点形貌的影响 |
| 4.6 GaSb量子点形貌各向异性的影响因素 |
| 4.6.1 源输入流量对GaSb量子点形貌各向异性的影响 |
| 4.6.2 反应压强对GaSb量子点形貌各向异性的影响 |
| 4.7 Sb保护对GaSb量子点形貌的影响 |
| 4.7.1 20 mbar下Sb保护对量子点形貌的影响 |
| 4.7.2 40 mbar下Sb保护对量子点形貌的影响 |
| 4.8 液滴外延生长模式对GaSb量子点形貌的影响 |
| 4.9 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读硕士学位期间科研成果 |
| 致谢 |
（10）InGaAs量子点可控生长研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 低维半导体材料简介 |
| 1.1.1 引言 |
| 1.1.2 超晶格与量子阱材料 |
| 1.1.3 量子线与量子点材料 |
| 1.2 量子点器件发展与应用 |
| 1.3 III/V族量子点材料国内外研究现状 |
| 1.4 论文研究意义 |
| 1.5 论文结构 |
| 第二章 实验仪器与研究基础 |
| 2.1 分子束外延-扫描隧道显微镜联合系统 |
| 2.1.1 分子束外延设备与技术特点 |
| 2.1.2 固体源分子束外延生长过程与关键因素 |
| 2.1.3 扫描探针显微镜 |
| 2.3 半导体材料生长机制 |
| 2.3.1 三种经典生长模式 |
| 2.3.2 熟化理论 |
| 2.3.3 异质外延生长模式 |
| 2.4 实验研究基础 |
| 2.4.1 GaAs（001）同质外延生长、表面形貌与重构 |
| 2.4.2 In As（001）同质外延生长、表面形貌与重构 |
| 2.4.3 In0.14Ga0.86As/GaAs异质外延薄膜 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章单层InGaAs量子点可控制生长 |
| 3.1 单层量子点生长工艺 |
| 3.1.1 S-K生长模式自组装与液滴外延生长模式自组装 |
| 3.1.2 衬底温度与组份对量子点形成的影响 |
| 3.1.3 表面形貌对量子点形成的影响 |
| 3.1.4 衬底温度、退火时间对液滴法量子点生长的影响 |
| 3.2 量子点尺寸的控制 |
| 3.2.1 衬底温度与量子点尺寸的关系 |
| 3.2.2 退火与量子点尺寸的关系 |
| 3.3 量子点密度的控制 |
| 3.3.1 高密度量子点（生长方式、沉积量） |
| 3.3.2 低密度量子点生长 |
| 3.4 液滴外延刻蚀法生长量子点 |
| 3.4.1 Ga液滴刻蚀模板 |
| 3.4.2 基于Ga液滴刻蚀模板生长量子点 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 多层InGaAs量子点可控制生长 |
| 4.1 多层量子点生长工艺 |
| 4.2 量子点空间分布调控 |
| 4.2.1 多层堆叠量子点顶层形貌演变 |
| 4.2.2 间隔层对多层量子点空间分布影响 |
| 4.2.3 竖直成链与侧向成链分布量子点 |
| 4.3 量子点层几何特征的控制 |
| 4.3.1 量子点尺寸与高度 |
| 4.3.2 量子点的形状 |
| 4.4 量子点层的密度与均匀性 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 量子点材料的应变研究 |
| 5.1 量子点应变理论与实验研究 |
| 5.2 单层量子点表面应变 |
| 5.2.1 量子点生长过程 |
| 5.2.2 量子点退火中的表面应变 |
| 5.2.3 量子点表面微观形貌 |
| 5.2.4 量子点的退化 |
| 5.3 多层量子点结构中应变分析 |
| 5.3.1 竖直成链多层量子点间隔层应变场 |
| 5.3.2 侧向成链多层量子点间隔层应变场 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文情况 |
四、MBE生长的垂直堆垛InAs量子点及HFET存储器件的应用（论文参考文献）
- [1]基于界面效应调控的新型二维光电器件研究[D]. 谢柳. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [2]新型二维材料光、电及插层调控物性研究[D]. 严秀. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]石墨烯与新型半导体材料异质结构制备及器件研究[D]. 张学敏. 长春理工大学, 2021(01)
- [4]低维自旋电子材料和器件的第一性原理研究[D]. 姜朋. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [5]VA族二维材料的共价修饰及其光电性质的研究[D]. 张磊. 兰州大学, 2020
- [6]具有变革性特征的红外光电探测器[J]. 胡伟达,李庆,陈效双,陆卫. 物理学报, 2019(12)
- [7]基于低维材料的高增益光电探测器研究[D]. 骆文锦. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2019(03)
- [8]InAs基纳米线的制备及其光电器件研究[D]. 张旭涛. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2019(03)
- [9]In（GaSb）薄膜及量子点结构的MOCVD外延生长[D]. 徐德前. 吉林大学, 2018(01)
- [10]InGaAs量子点可控生长研究[D]. 郭祥. 贵州大学, 2015(02)