β相氧化镓p型导电研究进展

摘要:β相氧化镓(β-Ga2 O3 )具有超宽带隙、高击穿电场和容易制备等优势,是功率器件的理想半导体材料。但由于β-Ga2 O3价带顶能级位置低、能带色散关系平坦,其p型掺杂目前仍具有挑战性,限制了p-n结及双极性晶体管的开发。利用尺寸效应、缺陷调控、非平衡动力学及固溶提升价带顶能级等方案是目前实现β-Ga2 O3 p型掺杂的主要策略。对于β-Ga2 O3 p-n同质结和异质结,提高晶体质量、减少界面缺陷态是优化器件性能的关键问题。本文针对β-Ga2 O3的p 型导电问题,系统阐述了β-Ga2 O3 电子结构,实验表征及理论计算掺杂能级方法,p型掺杂困难原因,以及改进p型掺杂的突破性研究进展。最后简单介绍了β-Ga2 O3 p-n同质结和异质结器件的相关工作。利用复合缺陷调控、非平衡动力学、固溶等方案,以及不同方案的协同实现体相β-Ga2 O3 的p型掺杂仍需要深入探索,p-n同质及异质结的器件性能需要进一步优化。

光电 2026年04月03日 1 点赞 0 评论 87 浏览

光电器件中的负光电导效应及应用

摘要：随着信息化时代的高速发展，对微电子器件中光电材料的选择、新功能的开发提出了更高的要求。传统光电器件大多利用半导体材料在光照下电导率增加的正光电导性效应进行功能化设计。近年来，研究发现还存在另一种反常的光电导效应——负光电导（Negative photoconductivity，NPC），即在光照条件下电导率降低，由于其在光电探测、逻辑器件、神经形态器件、低功耗非易失性存储器方面的潜在应用而备受关注。NPC的产生机制一般包括载流子的俘获效应、表面分子的吸附‐解吸、表面等离子体极化激元和局域表面等离子体共振、光辐射热效应等。本文详细讨论了不同光电器件中NPC产生的物理机制，分析了材料选择、器件结构设计、能带结构变化对不同异质结器件中NPC效应的影响，概括了光电器件中负光电导效应的实际应用，这为光电器件的性能优化和新型光电器件设计提供了重要参考，为未来异质结光电信息器件实现尺寸更小、光导增益更高、速率更快、功耗更低奠定了科学基础。

光电 2025年02月18日 1 点赞 0 评论 312 浏览

响应型柔性材料系统的向光性驱动

摘要：光响应材料在光刺激下能改变自身的物理或化学性质，因其对电磁波多自由度的高敏感、多维度响应能力，在与传感、驱动相关的多种应用领域中备受关注. 近年来，基于光响应软材料的光驱动系统逐渐完成了从简单的感知、受激作动到持续自主反馈控制的进化，这意味着柔性材料在受到刺激发生形态变化的基础上，逐步具备接受和转化能量的能力，进而实现自主驱动. 一系列基于柔性光响应材料的软体作动系统对与方向实时改变的光源、热源、声源等能量源，表现出方向识别与准确跟踪的能力. 这种“向光性”“趋光性”实现的难点在于让光响应柔性材料识别刺激源的方向并向其作动、在对准方向时停止作动，在受外部扰动、方向失准时自主向光调整，从而在一定程度上体现类似动、植物的自主性.因此，对近年来光响应材料在传感、驱动及自适应调节领域的研究进展进行综述，总结了柔性材料作动从响应型到自控型的发展历程，从传感、驱动、反馈三个组成循环的关键过程剖析其能量转化、传递过程中的物理、化学机制，并展望自控制光响应材料系统在仿生驱动器和软体机器人等研究领域的发展方向与潜力.

光电 2025年05月19日 1 点赞 0 评论 197 浏览

深度学习赋能微纳光子学材料设计研究进展

摘要：光子学结构设计是微纳光学器件和系统研究的核心。许多人工设计的光子学结构，比如超材料、光子晶体、等离激元纳米结构等，已经在高速可视通信、高灵敏度传感和高效能源收集及转换中得到了广泛的应用。然而，该领域中通用的设计方法是基于简化的物理解析模型及基于规则的数值模拟方法，属于反复试错的方法，效率低且很可能会错过最佳的设计参数。因此，快速得到设计参数和光谱响应信息之间的潜在关联性，是实现光子学器件高效设计的关键。在过去的几年里，深度学习在语言识别、机器视觉、自然语言处理等领域发展迅速。深度学习的独特优势在于其数据驱动的方法，可以让模型从海量数据中自动发现有用的信息，这为解决上述光子学结构设计问题提供了一种全新的方法。本篇综述从不同的微纳光子学结构设计的应用场景出发，介绍了不同的深度学习模型在光子学设计领域中的适用范围和选择依据，并对该领域未来的机遇与挑战进行了总结与展望。

光电 2024年01月22日 0 点赞 0 评论 550 浏览

宽禁带半导体碳化硅基核辐射探测器研究进展

摘要：碳化硅（SiC）半导体材料具有宽禁带、大晶体原子离位阈能及高电子空穴迁移速率等众多突出优势，基于其研制的SiC核辐射探测器具有耐高温、抗辐照、体积小、响应快等优点。高质量、大尺寸SiC晶体材料与外延生长技术及器件制备工艺的不断提升，极大地促进了SiC基核辐射探测器的发展。本文从SiC核辐射探测器的原理及性能评价指标入手，分析了辐射探测时SiC材料与各种辐射粒子相互作用的方式、主要性能指标，以及主要性能指标与SiC晶体缺陷等的关系，并基于SiC晶体的物理性质，总结对比了探测器级SiC晶体衬底制备和外延生长的方法，重点介绍了SiC带电粒子探测器、中子探测器、X/γ探测器的最新研究进展，分析了SiC基核辐射探测器发展面临的挑战，为提高SiC基核辐射探测器的性能提供了参考。

光电 2026年03月27日 1 点赞 0 评论 100 浏览

大尺寸金刚石晶圆复制技术研究进展

摘要：半导体技术的发展离不开大尺寸晶圆的高效制备。在半导体领域，晶圆复制可以通过同质外延生长后进行切割或者基于异质衬底进行异质外延来实现，从而批量生产。金刚石作为新型超宽禁带半导体材料，在电真空器件、高频高功率固态电子器件方面具有良好的应用前景。而由于金刚石材料具有极高硬度，晶圆复制也面临诸多问题。传统的激光切割方法虽然可以实现对超硬特性金刚石进行加工，但其较高的加工损耗已经无法满足大尺寸晶圆的制备需求，呕需开发损耗小、效率高的金刚石晶圆复制技术。文章介绍了目前常见的半导体晶圆复制技术，总结了金刚石复制技术的研究进展及现阶段发展水平，并对未来大尺寸金刚石晶圆复制技术的发展方向进行了分析与展望。

光电 2025年02月12日 1 点赞 0 评论 267 浏览

聚多巴胺(PDA)制备的电极材料在超级电容器中的应用进展

摘要: 现今,能源短缺的严峻形势将会逐渐影响人们的生产生活,所以开发新的储能元件成为科学家的研究重点。其中,超级电容器作为一种优异的储能器件,备受关注,但受限于其能量密度和功率密度不高而不能满足大规模的实际应用需求。因此,开发新的电极材料,成为解决此问题的方法之一。聚多巴胺(PDA)作为一种新材料,具有很多优点,如,高碳化率、高粘附性、多种官能团(邻苯二酚、胺和亚胺,大π电子结构)等。将PDA 作为电极材料,是最近才出现的热门课题,PDA 利用自身的高含碳量可以作碳电极;此外,自身含有胺基官能团可进行杂原子掺杂;最重要的是可以作为粘结剂,不仅能牢牢吸附外加材料,而且能够修饰复合材料内部结构,参与赝电容反应,增加复合材料比电容。在本文中我们将根据PDA 与不同物质复合在一起的分类方式,分别介绍PDA 在超级电容器中参与一元、二元、三元复合电极材料的应用。

光电 2025年05月10日 1 点赞 0 评论 206 浏览

柔性超级电容器电极材料制备方法研究进展

摘要：随着柔性超级电容器在可穿戴、小型化、便携式、柔性消费电子产品中的潜在应用，新材料、新加工技术和新设计得到了推广。电极材料是柔性超级电容器中重要的组成部分，其优异的性能决定了整个器件的应用。通过介绍柔性超级电容器电极材料的制备方法，总结了柔性超级电容器现阶段发展所面临的挑战，期望为制备高性能的柔性超级电容器提供参考。

光电 2024年01月22日 0 点赞 0 评论 574 浏览

高迁移率的硼掺杂单晶金刚石微波等离子体化学气相沉积生长及电学性质研究

摘要：高结晶质量、高迁移率的硼掺杂单晶金刚石薄膜是实现高耐压高功率电子器件的关键。本研究采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术，结合两步生长法与低温氧气辅助生长策略，成功制备了高迁移率的硼掺杂单晶金刚石，并实现了其电学性能的广泛调控。所生长薄膜的X射线衍射峰半峰全宽（FWHM）小于60″，空穴浓度可在1014~1017 cm-3调控，最大室温空穴迁移率超过1400 cm2（/V·s），达到国际先进水平。此外，本文结合输运性质测试和高分辨X射线光电子能谱（XPS）测试研究了所生长掺硼单晶金刚石样品的电子结构，指出了高晶体质量是获得高迁移率的重要原因，研究结果为高迁移率硼掺杂单晶金刚石的生长和器件应用提供了理论参考。

光电 2026年03月24日 1 点赞 0 评论 72 浏览

半导体纳米晶体的冷等离子体合成: 原理、进展和展望

摘要：冷等离子体已发展成为纳米材料合成领域的重要技术途径. 无需化学溶剂和配体, 冷等离子体为高品质半导体纳米晶体的生长提供了独特的非热力学平衡环境: 等离子体中的高能电子与纳米颗粒碰撞使得纳米颗粒带电, 可降低或消除纳米颗粒之间的团聚; 高能表面化学反应能够选择性地将纳米颗粒加热到远超环境气体温度的温度; 气相中生长物和固相纳米颗粒表面结合物之间化学势的巨大差异, 有利于实现纳米晶体的超高浓度掺杂. 本文综述了冷等离子体合成半导体纳米晶体的研究现状, 详细讨论了冷等离子体中纳米颗粒形核、生长和晶化的基本原理, 总结了冷等离子体在单元素、化合物和复杂核壳结构纳米晶体方面的研究进展, 特别强调了冷等离子体在纳米颗粒尺寸、形貌、结晶状态、表面化学和组分等性能调变上的技术优势, 概述了超掺杂纳米晶体呈现的新颖物性, 展望了冷等离子体技术在纳米晶体合成领域的应用前景.

光电 2025年01月16日 2 点赞 0 评论 338 浏览