掺杂对锗纳米晶薄膜电输运的影响
硅锗热电材料的研究现状
硅锗热电材料的研究现状
硅锗热电材料是一类具有优良热电性能的材料，其研究在能源转换、热管理和热电模块等方面具有广泛的应用前景。
以下将对硅锗热电材料的研究现状进行概述。
硅锗热电材料的热电性能主要体现在其热电系数和电导率上。
热电系数是指材料在温差作用下产生的热电压与温差之间的比值，反映了材料的热电转换效率。
电导率则是指材料导电的能力，与材料中自由电子的密度和迁移率相关。
硅锗热电材料主要通过改变材料的结构和掺杂实现提升其热电性能。
近年来，通过纳米结构调控技术，人们成功地制备了一系列具有优异热电性能的硅锗纳米结构材料。
通过纳米尺度的界面和杂质散射，硅锗纳米晶体的热导率显著降低，而电导率相对保持不变，从而大幅提高了材料的热电性能。
通过优化硅锗合金的成分和掺杂技术，可以有效提高硅锗热电材料的热电性能。
研究发现，在硅锗合金中适量地掺杂其他元素，如锡、铅、铋、锑等，可以改变材料的能带结构，增加电子的能带负责度，从而提高材料的电导率。
引入杂质和界面散射也能有效降低材料的热导率。
通过优化硅锗合金的成分和掺杂浓度，人们制备了一系列热电性能突出的硅锗合金材料。
硅锗热电材料的研究现状主要集中在结构调控、掺杂技术和工程设计等方面。
通过纳米结构调控、优化掺杂和界面工程等手段，可以显著提高硅锗热电材料的热电性能。
目前硅锗热电材料的研究还面临着一些挑战，如进一步提高热电系数和电导率的矛盾，提高材料的稳定性和可靠性等。
未来的研究需要在结构调控、掺杂工艺和工程设计等方面进一步深入研究，以满足不同应用领域对硅锗热电材料的需求。
硅锗热电材料的研究现状
硅锗热电材料的研究现状硅锗热电材料是一类具有热电效应的功能材料，可以将热能直接转化为电能，具有广泛的应用前景。
目前，对硅锗热电材料的研究主要集中在以下几个方面。
差异性化合物硅锗合金是硅锗热电材料的主要研究方向之一。
硅锗合金可以综合利用硅和锗的优点，具有较高的热电性能。
研究人员通过调节合金中硅和锗的比例，优化合金的晶体结构和电子输运特性，来提高硅锗合金的热电性能。
通过掺杂其他元素，如硼、磷、锑等，可以改变硅锗合金的带隙结构，增强杂质的能带效应，从而提高材料的热电性能。
纳米结构硅锗材料的研究也取得了一定的进展。
纳米结构硅锗材料具有较大的界面积和较短的电子传输路径，可以改善材料的热电性能。
目前，研究人员常用溶液法、气相法等方法制备硅锗纳米颗粒，通过自组装、模板法等技术制备硅锗纳米结构材料。
还可以通过引入纳米颗粒的表面修饰或涂层等手段，控制纳米结构硅锗材料的能带结构和界面特性，以提高材料的热电性能。
基于硅锗复合材料的研究也日益受到关注。
硅锗复合材料可以通过在硅基体中引入锗纳米颗粒、锗纳米线或锗薄膜等方式，来增加锗的含量和分布，从而提高硅锗材料的热电性能。
还可以通过改变硅与锗之间的界面特性，调控硅锗复合材料的电子输运行为，进一步提高材料的热电性能。
研究人员通常采用物理气相沉积、溶液浸渍、磁控溅射等方法制备硅锗复合材料，并通过X射线衍射、透射电镜、拉曼光谱等手段对其结构和性能进行表征。
硅锗热电材料的研究主要集中在差异性化合物硅锗合金、纳米结构硅锗材料、硅锗复合材料和硅锗纳米颗粒等方面。
随着材料科学和纳米技术的不断发展，相信硅锗热电材料的研究将会有更多的突破，为实现热电能量的高效转化提供新的思路和方法。
《2024年元素掺杂对铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池性能的影响》范文
《元素掺杂对铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池性能的影响》篇一一、引言铜锌锡硫硒（CZTSSe）薄膜太阳能电池是一种新兴的光伏器件，其高效率和低成本引起了广泛的关注。
在过去的几年里，为了进一步优化CZTSSe薄膜太阳能电池的性能，研究者们尝试了各种方法，其中元素掺杂是一种重要的策略。
本文旨在探讨元素掺杂对CZTSSe薄膜太阳能电池性能的影响。
二、元素掺杂的原理与分类元素掺杂是通过在CZTSSe薄膜中引入其他元素，以改变其电子结构和物理性质，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
根据掺杂元素的不同，可分为单一元素掺杂和多元复合掺杂。
单一元素掺杂主要针对某一特定元素进行添加，而多元复合掺杂则是同时引入多种元素，以实现更复杂的电子结构调整。
三、元素掺杂对CZTSSSe薄膜的影响1. 改善光吸收性能：通过引入某些元素，可以调整CZTSSSe 薄膜的光学带隙，增强其对可见光范围的吸收能力，从而提高光子的利用率。
2. 优化能带结构：适当的元素掺杂可以调整薄膜的能带结构，使其更接近于理想的光伏材料能带结构，从而提高光电转换效率。
3. 增强载流子传输性能：通过引入某些元素，可以改善载流子的传输性能，减少载流子在传输过程中的损失，从而提高太阳能电池的短路电流和填充因子。
四、不同元素掺杂的实验研究1. 单一元素掺杂实验：以某一特定元素为例，通过改变掺杂浓度和工艺条件，研究其对CZTSSSe薄膜及太阳能电池性能的影响。
2. 多元复合掺杂实验：同时引入多种元素，研究它们之间的相互作用及对CZTSSSe薄膜和太阳能电池性能的综合影响。
五、实验结果与讨论通过实验数据对比分析，我们发现：1. 适当浓度的某元素掺杂可以显著提高CZTSSSe薄膜的光吸收能力和光电转换效率。
2. 多元复合掺杂可以进一步优化CZTSSSe薄膜的能带结构和载流子传输性能，提高太阳能电池的性能。
3. 然而，过高的掺杂浓度可能导致薄膜内部缺陷增多，反而降低太阳能电池的性能。
纳米器件中的电子输运与热输运研究
纳米器件中的电子输运与热输运研究随着纳米科技的快速发展，纳米器件的研究与应用日益广泛。
在纳米器件中，电子输运与热输运是两个重要的研究领域。
本文将从理论和实验两个方面探讨纳米器件中的电子输运与热输运，并介绍相关研究的进展和应用前景。
一、电子输运的研究在纳米器件中，电子输运是指电子在导体材料中的传输过程。
电子输运性质的研究对于理解和设计纳米器件的功能至关重要。
目前，研究者通过计算模拟和实验手段来研究电子输运性质。
1. 纳米器件的电子输运模拟通过计算机模拟方法，可以对纳米器件中的电子输运过程进行详细的理论研究。
基于量子力学和统计物理的理论模型，可以模拟电子在各种不同结构的纳米器件中的行为。
通过这些模拟可以了解电子在纳米器件中的输运特性，如电流密度、电子速度分布等。
2. 纳米器件的电子输运实验除了理论模拟，实验手段也是研究纳米器件中电子输运性质的重要方法。
通过搭建实验装置，可以测量纳米器件中的电子输运性质，并验证理论预测。
例如，通过操控纳米材料的结构和掺杂，可以探索电子输运性质的变化规律。
同时，通过实验还可以了解不同材料和结构对电子输运性质的影响，为纳米器件的设计提供理论依据。
二、热输运的研究纳米器件中的热输运是指热量在纳米尺度下的传导过程。
热输运的研究对于纳米器件的散热和热管理具有重要意义。
目前，研究者主要通过理论计算和实验方法来研究纳米器件中的热输运性质。
1. 纳米器件的热输运模拟通过建立热输运的数学模型，可以模拟纳米器件中的热输运过程。
热输运的模拟包括准经典方法和量子力学方法。
通过这些模拟可以研究纳米器件中的热导率、热阻抗等热输运性质。
2. 纳米器件的热输运实验通过搭建实验装置，可以测量纳米器件中的热输运性质，如热导率等。
实验方法包括红外测温、示波器测量等。
通过实验可以验证模拟结果，并了解不同结构和材料对热输运性质的影响。
三、纳米器件中电子输运与热输运的应用纳米器件中的电子输运与热输运研究在科学研究和应用方面都有很大的潜力。
锗纳米镶嵌薄膜的电致发光及其机制
锗纳米镶嵌薄膜的电致发光及其机制
董业民;叶春暖;汤乃云;陈静;吴雪梅;诸葛兰剑;王曦;姚伟国
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2001(032)006
【摘要】采用射频磁控溅射技术,在Ge纳米镶嵌薄膜的基础上制备出电致发光器件.器件的结构为半透明Au膜/Ge纳米镶嵌薄膜/P-Si基片.当正向偏压大于6V时,用内眼可以观察到可见的电致发光,但在反向偏压下探测不到光发射.所测电致发光谱中只有一个发光峰,峰位在510nm(2.4eV,绿光),并且随着正向偏压的升高,峰位不发生移动;对于不同温度退火的样品,峰位也保持不变.根据分析结果讨论了可能的电致发光机制.
【总页数】3页(P670-672)
【作者】董业民;叶春暖;汤乃云;陈静;吴雪梅;诸葛兰剑;王曦;姚伟国
【作者单位】中国科学院;苏州大学物理系,;苏州大学物理系,;中国科学院上海冶金研究所;苏州大学物理系,;苏州大学物理系,;中国科学院上海冶金研究所;苏州大学物理系,
【正文语种】中文
【中图分类】O484.4;TN383
【相关文献】
1.C镶嵌SiO2薄膜电致发光谱的数值分析 [J], 张国恒;马书懿;陈彦;张汉谋;徐小丽;魏晋军;孙小菁
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3.镶嵌在SiO2薄膜中的锗纳米晶粒的光致发光 [J], 姚伟国;岳兰平
4.纳米锗颗粒镶嵌复合薄膜的显微结构研究 [J], 岳兰平
5.锗/氧化硅和碳/氧化硅薄膜电致发光的比较研究 [J], 李勇;马书懿;蔡利霞;李锡森因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
锗掺杂改性纳米硅提升首次充放电效率
锗掺杂改性纳米硅提升首次充放电效率
高风仙;徐励娟;张匀;邢世浩;董朋阁;陈垒;赵金安
【期刊名称】《电镀与精饰》
【年(卷),期】2022(44)7
【摘要】纳米硅(Si)具有较高的充放电比容量,被认为是下一代锂离子电池最有前途的负极材料之一。
然而,由于初始库仑效率低,严重限制了Si的实际应用。
采用锗(Ge)对Si进行掺杂改性,并采用硼(B)和硫化锂(Li_(2)S)作为对比研究,分别记为Si-Ge、Si-B和Si-Li_(2)S。
X射线衍射测试表明四种材料均在28°处有一个明显晶体硅的特征衍射峰。
Si的首次放电比容量为2640.5 mAh/g,首次充电比容量为437.6 mAh/g,首次充放电效率为16.6%。
添加锗改性材料Si-Ge的首次放电比容量为2415.2 mAh/g,首次充电比容量为1191.7 mAh/g,首次充放电效率为49.3%,在首次充放电效率方面有显著提升。
经交流阻抗测试表明Si-Ge的电荷转移阻抗R_(ct)为136.7Ω显著小于Si的465.4Ω,表明材料的导电性能提高。
【总页数】5页(P50-54)
【作者】高风仙;徐励娟;张匀;邢世浩;董朋阁;陈垒;赵金安
【作者单位】河南工程学院化工与印染工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM912.9
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真空蒸镀锗掺杂多晶硅薄膜的研究
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟真空蒸镀锗掺杂多晶硅薄膜的研究为了进一步提高多晶硅薄膜的晶化率，采用真空蒸镀的方法在玻璃衬底上制备了掺杂稀土锗的多晶硅薄膜。
用扫描电子显微镜(KYKY-1000B)和显微激光拉曼光谱仪(JYLabramHR800)分析研究了不同掺杂分数的锗成分对掺锗多晶硅薄膜的表面形貌、组织结构及薄膜晶化率的影响。
结果表明：随着锗掺杂分数的增加薄膜表面更加平整、晶粒粒径变大分布更加均匀，晶化率升高；当掺杂分数为1%时，薄膜表面晶粒尺寸可达1μm、晶化率达到87.37%；但当掺杂分数超过1%，镀层表面又变得粗糙、部分晶粒发生变形、晶化率降低。
这说明适量锗的掺入可以改善多晶硅薄膜表面平整度，促进薄膜表面晶粒的形成和长大，提高薄膜晶化率。
多晶硅作为太阳能硅薄膜的一种，因其光吸收性强、光致衰减弱、且具有较高的光电转化效率而受到广泛应用。
近年来多晶硅的制备方法主要包括固相晶化(SPC)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、快速热退火(RTA)、热丝气相沉积(HWCVD)、低压气相沉积(LPCVD)法等。
相对而言，采用真空蒸镀法制得非晶硅薄膜后，用铝诱导晶化经退火处理制得多晶硅薄膜，具有操作简单，晶化温度较低，晶化时间短，晶粒尺寸较大，薄膜晶化率高等优点。
实践证明通过掺杂以提高多晶硅薄膜材料的光电性能是决定其能否实用化的关键因素之一，因此越来越多的人开始致力于制备和研究掺杂多晶硅薄膜。
M.Zaghdoudi 等采用LPCVD 方法对多晶硅薄膜进行磷掺杂改善了薄膜质量；R.Mahamdi 等制备了掺杂硼的多层薄膜提高了多晶硅薄膜的电学性能；范钦文[10]研究了掺杂对多晶硅薄膜沉积率的影响；YoungMinKim 等采用脉冲等离子体浸没注入法(P。
掺锗二氧化硅薄膜发白原理
掺锗二氧化硅薄膜发白原理锗是一种重要的半导体材料，其在电子工业中有广泛的应用。
掺锗二氧化硅（Ge-doped SiO2）薄膜是一种常见的材料，具有优良的光学和电学性能。
在一些特殊应用中，我们发现掺锗二氧化硅薄膜会发白，这是由于一些特殊的原理所导致的。
掺锗二氧化硅薄膜发白的原理可以通过以下几个方面来解释：1. 掺杂导致晶格缺陷增加掺锗是指将锗原子引入二氧化硅晶格中，取代一部分硅原子的过程。
在掺杂过程中，锗原子的尺寸与硅原子相似，因此可以有效地替代硅原子。
然而，锗原子与硅原子之间存在一定的差异，这导致了晶格畸变和缺陷的产生。
这些缺陷会导致光的散射和反射，从而使薄膜表面呈现出白色。
2. 锗原子的能级结构变化掺锗会改变二氧化硅薄膜的能带结构，引入了新的能级。
这些新的能级会与原有的能级相互作用，形成局域能级或能带结构的改变。
这种能级结构的变化会改变光的传播特性，导致薄膜表面发白。
3. 掺杂引起的光学吸收增加掺锗二氧化硅薄膜的掺杂会引入额外的能级，这些能级会对光的吸收和散射产生影响。
掺锗会增加薄膜对可见光的吸收能力，使得薄膜表面呈现出白色。
4. 电子-声子相互作用增强掺锗二氧化硅薄膜中的锗原子与周围的硅原子之间存在一定的振动。
掺锗会增加晶格振动的强度和频率，从而增强了电子-声子相互作用。
这种相互作用会导致光的散射和反射增加，使薄膜表面呈现出白色。
总结起来，掺锗二氧化硅薄膜发白是由于掺杂过程中引入的晶格缺陷、能级结构变化、光学吸收增加和电子-声子相互作用增强等因素共同作用的结果。
这些因素导致了光的散射、反射和吸收的增加，使薄膜表面呈现出白色。
掺锗二氧化硅薄膜发白现象的研究对于了解掺杂对材料性能的影响、优化材料的光学和电学性能以及开发新型材料具有重要意义。
随着技术的不断发展，我们相信对掺锗二氧化硅薄膜发白原理的研究会有更深入的认识，为材料科学和应用技术的发展提供更多的可能性。
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样 品 的掺 杂用 中子 嬗 变掺 杂 方 法 ，即把 样 品放 人 反应 堆 中接受 中子 辐 射 ，中子 与
样 品中的锗 （ ｅ发 生核反应生成镓 （ ａ 、砷 （ ｓ、硒 （ｅ使样 品掺杂 ，其 嬗变掺杂 Ｇ） Ｇ） Ａ） Ｓ）
反 应式 为 ：
Ｇ ’ ｎ ／Ｇ ’ ｅ。 ，￣） ｅ （ Ｇ ’ ｎ ／Ｇ ’ ｅ （ ，￣） ｅ
作者简介：张盛华 （９ ５ ） １６ 一 ，女 ，广西合浦人 ，讲师．Ｅｍ ｉ ｚ ＠ ｌｃ ｄ ． ・ａ ： ｓ ｇ ． ｕ ｎ ｌ ｈ ｍ ｅ ｃ
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汕头大学学报（ 自然 科 学版 ）
第２ ２卷
氩气和氢气 的混合气体 ，氩气 和氢气的体积 比为 ９ １ ：．
量 为 ５×１ ｃ ２ ×１ ｃ ×１＂ ｍ之 ０ ｍ－ ，１ ０ ｍ ，３ ０ ｃ ，分 别标 识 为 ５ １ ，ｌ１ ，３ １ ；将 部 分 ｅ６ ｅ７ ｅ７
样 品退火 ，退火条件选择在可 以生成锗纳米 晶的 ８０ｃ下退火 Ｏ ，保 护气 体选 择 ０ 【 ＝ ．ｈ ５
收 稿 日期 ：２ ｏ — ｌ ２ ０７ ０・２
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核反 应 式 中 ，ｎ表示 中子 ， 表 示 射 线 ，中子 的 辐射 剂 量 为 ２２×１塘ｃ 中子 辐 照 ． ０ ｍ． 后 ，对 样 品进 行 ４ ０ｏ退 火 ２ｈ以 消除 缺 陷． 嬗变 反 应 后 生成 物 分 别 为 Ｇ （ 主 ） ｓ ０ Ｃ ａ受 、Ａ
中图 分 类 号 ：０４ ４３ ８ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
半导体纳米颗粒（ 如硅纳米晶、锗纳米 晶等 ） 由于能有效地发光 ，并且有存储 电荷
的 能力 而 受 到关 注 ．对 镶 嵌有 硅 、锗纳 米 晶 的 ＭＯ Ｓ或 者 ＭＩ Ｓ结构 分 析 发现 有 电容 一 电
１ 实 验
样 品的制备 过程是 ：先在（ １ ） １ 硅片上通 过干氧一 １ 湿氧一 干氧法制备厚度为 ５０Ｎ ０ ｍ
的非 晶二 氧 化 硅 薄 膜 ；用 电弧 放 电 的方 法 电离 固定 的锗 棒 ，先 将 电离 出 的 锗 离 子 在
４ Ｏ Ｖ加速 电压下予 以加速 ，再将其垂直注入非 晶的二氧化硅薄膜中 ，锗 离子 的注入 ｋ
（ 主） Ｓ （ 主） 施 和 ｅ施 ，利用公式 ＝ ｏ 后 ・ ・ ・［ Ｎ ・ ｔ ，可以计算出 ３ ６ ｌ 种杂质浓度１一，Ⅳ２Ｎ ＝Ｏ５ ／ｏ ． ５ ０ ／ｏ ． ０×１－，＾３ ＝Ｏ ６×１－． （ ｒＮｏ ． ， ／ ０ ０
第２ ２卷
第 ２期
ＶＯＩ ２ ． Ｎｏ． ２ ２
文 章 编 号 ：１０ — ２ ７２ ０）２． ０ ７ ０ ０ １ ４ １ （ ７０ ０ ４ ． ６ ０
掺 杂对锗 纳米 晶薄膜 电输运 的影 响
张盛 华 一，卢铁 城 － ，敦 少博 ，胡 强 ，赵 建君 ，何 捷
（．桂林 医学 院物 理 教 研室 ，广 西 １ 桂林 ５１０； ４ ０ ４
式 中 ， 为 生 成 第 ｉ 杂 质 的浓 度 ，ｉ ｌ ，３ 种 取 ，２ ，分别 为 Ｃ 、Ａ 、Ｓ ，Ｎｏ 原 始 同 ａ ｓ ｅ 为 位 素混 合 物 的浓 度 ，后和 分 别 为 生成 第 ｉ 杂 质 的相 对含 量 和 激 活面 积 ， 为 中子 种 通量 率 ，ｔ 辐 照 时 间． 为 采 用 激 光 拉 曼 散 射 表 征 锗 纳 米 晶 的存 在 ． 拉 曼 谱 在 Ｒ ＮＩＨＡ Ｒ ｏＯ显 微 共 Ｅ Ｓ Ｗ Ｍ２ ｏ
压 回线 现 卜 ，从而使设计具有更高 速、非衰减 晶体管存储器有 了可能 ，因此 ，研
究镶 嵌 有 锗 纳米 晶的二 氧化硅 薄 膜 的 电输 运 有 重要 意义 ．
掺杂 可以影响锗纳米晶的光 、电性质 ，对锗纳米 晶进行掺杂是揭示其光 电性质物 理机制和探索其在光 电学方面应用的有效方法．国内外对锗纳米晶的掺杂有过一些研
２ ．四川大学物理系辐射物理及技术教育部重点实验室 ，成都
６ ０６ ） １０ ４
摘 要 ：利 用 离 子 注入 然 后 退 火 的 方 法 制备 镶 嵌 有 锗 纳米 晶 的二 氧 化 硅 复 合膜 ，再 利用 中子
嬗 变 方 法 ，对 镶嵌 有 锗纳 米 晶 的 二 氧化 硅 复 合 膜 进 行精 确 均 匀 掺 杂 ，用 激光 拉 曼 散 射 测 量 表 征 锗 纳 米 晶的 存 在 ，测 量 嬗 变 掺 杂 前 后 样 品 的 ， 曲线 和 ｌ 一／ ． １ Ｔ曲线 ． 结 果 表 明 ：掺 杂 样 品 未 退 火 时 电 阻极 大 ，退 火 后 电 阻 明显 减 小 ．但 比未掺 杂 时 大 ；其 它 条件 相 同时 ，锗 的 注 入 量 越 大 ，纳米 晶层 的 电阻 越 小 ；在 掺 杂 样 品 的 低 温 ， 曲线 中发 现 台 阶． ． 关 键 词 ：锗 纳米 晶 ； 中子 嬗 变 掺杂 ； 电输 运
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２０ ０ ７年 ５月
Ｍ ａ ２ ０７ ｙ ０
汕头 大 学 学 报 （ 自然科 学版 ）
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