导读:本文包含了锗材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:单晶锗,纳米划刻实验,表面形貌,材料去除
锗材料论文文献综述
耿瑞文,杨晓京,谢启明,李芮,罗良[1]（2019）在《基于划刻实验的单晶锗材料去除机理研究》一文中研究指出采用Cube压头对单晶锗进行变载与恒载纳米划刻实验,利用扫描电子显微镜和原子力显微镜对已加工表面进行观测,根据表面形貌将划刻过程分为延性域、脆塑转变域及脆性域叁种,对各个阶段的表面成型及材料去除方式进行了研究。使用最小二乘法对不同阶段划刻力进行非线性拟合,并利用相关系数检验拟合函数可靠性,结果表明划刻力与划刻深度存在强相关性。同时分析了单晶锗的弹性回复率随划刻距离的变化趋势,结果表明工件的弹性回复率将从纯弹性阶段的1逐步回落至0.76左右。基于脆塑转变临界载荷,以裂纹萌生位置作为脆塑转变标志,首次结合工件已加工表面弹性回复,提出一种适用于计算单晶锗的脆塑转变临界深度模型,其脆塑转变临界深度为489 nm。(本文来源于《无机材料学报》期刊2019年08期）
王朔,张鹏波,蔡宏吉,侯力铭[2]（2019）在《1064nm纳秒脉冲激光辐照水下锗材料光谱研究》一文中研究指出为了研究水对激光辐照半导体锗材料的影响,利用1064nm纳秒脉冲激光辐照锗材料,改变激光能量与锗材料所处环境,对其散射光谱进行采集与分析。结果表明,作用在空气中锗材料表面单脉冲激光能量35mJ,产生较多等离子体谱线。作用在薄层水覆盖的锗材料表面单脉冲激光能量35mJ、50mJ、100mJ,锗材料特有等离子体谱线消失。作用在水下50mm锗材料表面单脉冲激光能量35mJ,采集散射谱线表现为辐射谱形式,所有等离子体谱线消失。等离子体谱线的差异代表了激光辐照锗材料的损伤机理与损伤效果存在差异。此结果对于激光水下加工半导体材料以及军事光电对抗方面有着重要应用前景。(本文来源于《科技创新与应用》期刊2019年07期）
赵万利,何大龙,王毕艺[3]（2018）在《光谱非相关激光作用锗材料特性变化研究》一文中研究指出通过光谱非相关激光辐照锗材料Ge实验,获得了在光谱非相关激光辐照下的锗材料温度随入射激光功率密度和辐照时间改变的变化规律,材料温升影响红外探测系统的辐射特性等实验结果。对光谱非相关激光辐照锗材料特性变化实验结果进行了机理分析,证明了材料温升会导致Ge材料透过率降低,从而影响探测系统的工作特性。该研究可用于红外系统的设计和应用方面的改进。(本文来源于《光电技术应用》期刊2018年04期）
黄诗浩,孙钦钦,黄巍,谢文明,汪涵聪[4]（2018）在《(001)面双轴应变锗材料的能带调控》一文中研究指出本文基于形变势理论构建(001)面双轴应变Ge材料的能带结构模型。计算结果表明(001)面双轴应变可以将Ge的能带从以L能谷为导带底的间接带半导体调控到以Δ4能谷为导带底的间接带半导体或者以Г能谷为导带底的直接带半导体。同时室温下Ge的带隙与应变的关系可用四段函数来表示:当压应变将Ge材料调控为以Г能谷为导带底的间接带半导体后,每增加1%的压应变,禁带宽度将线性减小约78.63meV;当张应变将Ge材料调控为直接带半导体后,张应变每增加1%,禁带宽度将线性减小约177.98meV;应变介于-2.06%和1.77%时,Ge将被调控为以L能谷为导带底的间接带半导体,禁带宽度随着压应变每增加1%而增加11.66meV,随着张应变每增加1%而线性减小约88.29meV。该量化结果可为研究和设计双轴应变Ge材料及其器件提供理论指导和实验依据。(本文来源于《材料科学与工程学报》期刊2018年03期）
房继德[5]（2018）在《二维锗材料生长在铝金属表面第一性原理研究》一文中研究指出在本文中,我们利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统的研究了在Al(111)衬底表面生长二维锗材料的生长机制。首先,二维锗材料生长在Al(111)金属衬底表面上已经在实验上成功实现,我们的目的是找出其生长机制以及生长的结构。考虑到锗原子在实验上有形成团簇的可能性,所以我们首先探究了锗团簇在真空中的结构和能量,然后将团簇生长在Al(111)金属衬底表面上观察结构和能量,最终发现锗团簇比二维锗材料在Al(111)金属衬底表面上能量更有优势,再加之实验上蒸发出的锗原子速度非常慢,所以我们从理论计算上否定了Al(111)金属衬底表面生长成锗团簇的可能性。第二部分,我们探究了锗在Al(111)金属衬底表面的生长机制以及最终生长成的结构。我们采用单原子生长在金属衬底表面的方法,总结出来叁种生长模式,这叁种生长模式分别生长成叁种二维锗材料,其中前两种生长模式生长出的二维锗材料是没有褶皱的纯平面结构,第叁种生长模式生长出的二维锗材料带有褶皱,而且第叁种生长模式下生长出的锗烯与实验上STM观察到的结果是一致的,与实验文章中的计算模拟的结果也是相符的。但是存在一个严重的问题,在生长过程中第叁种模式不是能量最低的,这种模式在生长过程中没有一个尺寸相对于其他两种生长模式在能量上占优势,这表明在实验上不倾向于形成这种结构,实验和理论模拟计算不符,在实验和计算上存在疑问需要我们去解决。第叁部分,为了解决Al(111)金属衬底表面生长出的最优结构与实验上所观察到的STM亮点有所不同这一问题,我们通过构建Ge和Al(111)金属衬底近表面合金的方式来解决。首先计算模拟锗原子在Al(111)金属衬底表面形成合金的过程,然后开始用锗的单原子进行生长。我们一共探究出了叁种生长模式,其中一种生长模式生长出的二维锗材料带有褶皱,这种生长模式在生长过程中的结构大部分都是基态,即非常多的结构在此原子数下能量最低,所以这种生长模式在实验上最容易出现,并且第一种生长模式生长出的结构进行STM图像模拟时得到的图像与实验上STM观察到的图像相同,而且亮点之间的距离误差在4%左右,这个误差在允许范围内,生长模式一在实验上非常容易形成。另外两种生长模式生长出的结构是纯平面的,这两种结构在Al(111)金属衬底表面上能量最低,意味着在实验上最容易形成,但是在Ge和Al(111)金属衬底近表面合金上却不容易形成,相对于第一种生长模式中的结构其能量相差大,实验上生长出后两种结构的几率小。至此我们探究了Ge和Al(111)金属衬底近表面合金上锗材料的生长模式,解决了实验上对结构的不合理解释,给出了更加合理和准确的结构预测。这些结果将会给实验科学家提供理论指导。(本文来源于《济南大学》期刊2018-06-01）
毛鑫[6]（2018）在《二维硒化锗材料的制备与光电性能表征》一文中研究指出单层硒化锗是一种新型的二维材料,是一种具有宽波段光致发光光谱和复杂的能带结构以及优良的光电特性优的直接带隙半导体材料,在光电领域发展中拥有很好的应用前景。目前仍然缺乏关于少层到单层硒化锗的实验研究,主要的科学挑战是发展控制制备单层薄膜的技术。在本论文中,我们运用机械剥离和激光减薄技术相结合的方法在SiO2/Si衬底上制备出了单层硒化锗材料。开展了对单层硒化锗材料的形貌、拉曼光谱以及荧光光谱的性能表征的工作。原子力显微镜数据表明,减薄样品的激光功率密度为9.6×104W/cm2时,硒化锗样品的平均厚度减薄到1.5nm,接近单层硒化锗的理论计算值。通过拉曼光谱表征发现,硒化锗层厚的变化导致了拉曼峰强度的变化以及拉曼模式峰位的变化。使用荧光光谱仪探测到单层硒化锗分别在波长为589nm、655nm、737nm、830nm、1034nm、1178nm、1314nm和1456nm处出现8个连续荧光光谱峰。结合第一性原理计算,对实验发现的多个光致发光光谱峰进行了能带结构解释,其中部分光谱峰与理论计算得出的带隙值基本符合一致。我们使用了基于密度函数理论的第一原理对多层到单层的硒化锗能带结构进行了计算说明,同时结合硒化锗材料光致发光的实验研究结果,在硒化锗层数由第四层减少至第叁层时,硒化锗的能带发生了从间接带隙到直接带隙的跃迁。本文同时研究了热处理对单层硒化锗的荧光光谱的影响,同样采用机械剥离法和激光减薄技术制备了单层硒化锗材料。报道了不同温度(100℃-250℃)热处理对单层硒化锗光致发光光谱的影响。在相同的测量条件下,当热处理温度为200℃时,硒化锗光谱的A激子峰和B激子峰的最大光致发光强度比未经过热处理时增加了两倍,C激子峰的强度增加达到大概84%。与此同时,真空条件下的热处理并没有对A激子、B激子和C激子峰的位置产生影响。通过热处理能够提高单层锗硒化物的荧光量子效率,是未来纳米电子学和光学领域的一种潜在的二维材料。实验也研究了块材硒化锗与单层硒化锗器件的电流、电压和光响应特性,值得注意的是,相比无光照在8mW/cm2的激光照射下,块材硒化锗器件和单层硒化锗器件的光电流分别提高了 8.2倍和27.2倍。因此,单层硒化锗器件的光敏性要比块材硒化锗器件高出3.3倍。光响应特性数据表明,当硒化锗厚度减小到单层时,其光电流也随之减小。然而,单层硒化锗器件表现出与块材硒化锗器件相似的快速上升边缘,但它的下降速度更快,这表明单层硒化锗具有高性能的光响应特性。(本文来源于《湘潭大学》期刊2018-05-21）
王琦[7]（2017）在《硅、锗材料的电光效应和光整流效应的研究》一文中研究指出硅和锗都是第一代半导体材料,在微电子学和光电子技术领域获得了重要应用。特别是硅材料,由于其价格低廉,工艺成熟,利于集成,在1.3μm和1.55μm通讯波段是透明的,因而在集成光学和光电子学领域广受青睐。近年来,由于锗材料与硅的CMOS工艺兼容性良好,且对中红外光具有良好的透过性,可将现有的通讯波长扩展至中红外波段,因此锗基光电器件在硅基光电子学中的应用也引起了人们的关注。所以,本论文重点开展了硅和锗材料表面层中的Pockels效应和光整流效应的研究工作,并将锗材料的Franz-Keldysh效应和载流子色散效应作为广义电光效应进行了理论研究。这些研究工作为拓展硅和锗材料在光电子学及非线性光学领域中的应用提供了实验和理论依据。论文的主要研究内容及取得的主要研究结果如下:(1)基于经典非线性极化理论,对硅和锗材料晶面表层中电场诱导的Pockels效应和光整流效应进行了理论分析。测量了Si(001)和Si(110)晶面表层中的Pockels信号和光整流信号。Pockels信号与外加调制电压呈良好的线性关系,比Kerr信号大得多;光整流信号随线偏振光的偏振方位角呈周期为π的余弦变化关系。这些实验结果与理论预期符合得很好。利用光整流信号随线偏振光偏振方位角变化的拟合函数,计算了Si(001)、Si(110)晶面表层中等效二阶极化率张量元的比值。(2)研究了Si(001)和Si(110)晶面表层中光整流信号沿晶面法线方向上的分布,证明光整流信号大小与硅表面性质是密切相关的。建立了光整流信号与表层中的自建电场及光波电场关系的理论模型,用自建电场与高斯光束光波电场的重迭积分解释了光整流信号的分布结果,理论模型与实验数据很好地符合。证明了利用光整流效应和Pockels效应研究硅晶面表层中自建电场强度与分布、空间电荷区宽度等表面性质的可行性。此外,还对Si(001)和Si(110)晶面表层的二阶非线性性质进行了比较。(3)首次研究了Ge(001)、Ge(110)晶面表层中电场诱导的光整流效应,测量了光整流信号随线偏振光偏振方位角的关系,以及光整流信号沿晶面法线方向上的分布。利用(2)中所述的理论模型也能很好地解释Ge(001)与Ge(110)晶面表层中光整流分布的实验结果。证明利用光整流效应研究晶面表层性质的方法对其它具有反演对称性的材料也适用。此外,还对Ge(111)晶面表层中电场诱导的Pockels效应和光整流效应进行了初步研究。(4)将锗的Franz-Keldysh效应和载流子色散效应作为广义电光效应进行了系统的理论研究。给出了不同波长下锗材料的吸收系数改变量、折射率改变量与电场强度,以及与载流子浓度改变量之间关系的理论公式。结果表明,载流子浓度的变化会引起锗材料的折射率的显着改变,因而载流子色散效应有望作为锗基光调制器的潜在工作机制。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-06-01）
吴丽君[8]（2017）在《基于DFTB计算的低维硅锗材料结构与电子性质研究》一文中研究指出低维硅锗材料是制备纳米电子器件的重要候选材料,是研发高效率、低能耗和超高速新一代纳米电子器件的基础材料之一,有着潜在的应用价值。低维硅锗材料所具有的优异性能激发了研究者们对其结构和性质的研究兴趣。为了更好地理解低维硅锗材料表现出来的与体相不同的物理化学性能,本论文采用基于密度泛函理论的紧束缚方法(Density Functional Tight Binding,DFTB),对低维硅锗材料的零维体系(团簇)、一维体系(纳米线(带))、二维体系(硅薄膜)的原子排列结构、稳定性和电子性质等随体系尺寸变化所出现的差异进行了计算模拟,研究工作如下:首先,将遗传算法和DFTB相结合对SixGey(x+y=2～9)团簇的几何结构、稳定性和电子性质进行了研究。研究发现,团簇的尺寸和组分是决定其几何结构的主要因素。从5原子团簇开始,几何结构由平面向多边形双锥体过渡,形成四面体堆积结构。从6原子团簇开始,单质硅和锗团簇的结构出现差异。从7原子团簇开始,二元团簇的几何结构依赖于锗组分的变化。Si-Si键、Si-Ge键和Ge-Ge键的相互作用强弱是决定团簇中硅原子和锗原子占据不同位置的主要因素。9原子团簇出现多种同素异构体。团簇的尺寸和组分对稳定性有明显影响。二元团簇的组分对能隙也有明显影响,组分的改变可能会使能隙值骤升或骤降,也可能使其能隙值高于或低于单质团簇,而且团簇的结构、稳定性和能隙之间表现出一定的相关性。二元团簇中各原子的电荷总是从远离团簇中心的锗原子向靠近团簇中心的硅原子上转移,使电荷集中在团簇的近中心区域。其次,运用DFTB对厚度相同、宽度在0.272 nm～1.360 nm之间的硅纳米线(带)和宽度在0.425 nm～0.851 nm之间的锗纳米线(带)的结构、稳定性和电荷分布进行了研究。研究发现,不同宽度的硅纳米线(带)在沿厚度方向的表层内出现两种原子排列结构:一种是规则的沿<110>方向的二聚体排列结构;另一种是二聚体和叁聚体间隔出现的排列结构。硅纳米线(带)沿延长方向呈现出周期性重复排列,纳米线(带)宽度的改变使重复结构单元长度发生变化。不同宽度的锗纳米线(带)表层内原子均呈现出规则的沿<110>方向的二聚体排列结构,重复结构单元长度均与锗晶体一致。硅、锗纳米线(带)的横截面均呈现出类似梭形结构。硅、锗纳米线(带)宽度的改变使纳米线(带)的原子间键长和键角发生明显改变。纳米线(带)表层结构的改变对各层内的电荷分布产生重要影响。纳米线(带)中各原子的电荷转移量与该原子在表层内的位置相关。纳米线(带)的尺寸和表层内原子排列结构对体系的稳定性产生重要影响。最后,运用DFTB对厚度在0.272 nm～1.494 nm之间的硅薄膜的表面原子排列结构、稳定性和电荷分布进行了研究。研究发现,硅薄膜随厚度改变表面原子出现叁种排列结构:一是规则的“Zigzag”二聚体(c(4×2))重排结构;二是平行的叁聚体重排结构;叁是二聚体和叁聚体同时出现的重排结构。硅薄膜厚度呈周期性增加时,表面的原子重排结构表现出一定的相似性。硅薄膜厚度越薄,原子间键角出现的范围越大,表层原子的重排对次表层原子的偏移影响越大。硅薄膜重构表面形成的二聚体比例是影响硅薄膜表面能的主要因素。具有规则“Zigzag”二聚体(c(4×2))重排结构的硅薄膜表面最为稳定。硅薄膜表面的电荷分布与表层内原子的位置起伏幅度密切相关,且电荷转移方向具有规律性。(本文来源于《东北大学》期刊2017-05-01）
白帅[9]（2017）在《纳米结构硅、锗材料的制备及其储锂性能研究》一文中研究指出负极是锂离子电池的一个关键组成部分,极大地影响着电池的电化学性能。目前商用的负极材料主要是石墨,其比容量较小,制约了电池能量密度的提高。硅、锗材料因为具有极高的理论比容量,被认为是一类有潜力替代石墨的负极材料。然而,它们在充放电过程中有巨大的体积变化,往往会碎裂、失去电接触,导致电池容量快速衰减。研究发现,具有纳米结构的Si、Ge材料可以显着改善电极的循环稳定性,获得良好的倍率性能。本论文以Si、Ge负极材料作为研究对象,致力于提高Si、Ge电极的循环稳定性能,通过纳米结构集流体和纳米结构活性材料的设计、制备及其它们电化学储锂性能的优化,并结合有机材料表面包覆等,显着提高了Si、Ge电极的电化学性能。所开展的主要工作和获得的主要结果有:1.采用电化学刻蚀在泡沫铜骨架上制备出Cu(OH)2纳米柱阵列,H2热还原后得到的Cu纳米线均匀覆盖在整个泡沫铜骨架上,构成了理想的叁维纳米结构集流体。利用等离子体化学气相沉积、电子束蒸发在所制备的集流体上分别包覆了Si、Ge材料,制备出Cu纳米线支撑的Si、Ge纳米结构电极,并对它们的电化学性能进行了测试分析。实验表明,两电极均展现出优异的循环稳定性和倍率性能。Si纳米结构电极在2 A/g的电流密度下循环80次后,比容量仍高达2003mAh/g,在10 A/g的大电流密度下,依然有1470 mAh/g的比容量。Ge纳米结构电极在2 A/g的电流密度下循环200次后,比容量保持为844 mAh/g,在10 A/g的电流密度下依然有758 mAh/g的比容量。2.通过电子束蒸发在CuO纳米柱阵列上包覆Ge,用旋涂方法在Ge表面包覆PEDOT:PSS,制备出PEDOT:PSS包覆的CuO纳米柱支撑Ge纳米结构电极。通过限制充放电电压,使CuO在首次放电之后转变为具有良好导电性的Cu/Li2O,并与铜箔基底一起构成纳米结构的集流体。电化学性能测试表明,此结构的电极具有优异的倍率性能和循环稳定性。在2 A/g的电流密度下循环1000次后,电极依然有640 mAh/g的比容量。优异的循环稳定性归因于Cu/Li2O-Ge核壳纳米柱结构以及与表面PEDOT:PSS包覆的协同作用。PEDOT:PSS包覆显着增强了纳米结构Ge的机械强度,进而提高了电极的循环稳定性能。(本文来源于《兰州大学》期刊2017-04-01）
魏佳童,陈立伟,胡海帆,刘志远[10]（2016）在《基于硅与锗材料的改进集成雪崩光电二极管（英文）》一文中研究指出提出了一种改进的集成雪崩光电二极管器件结构,由硅和锗材料的雪崩光电二极管结构集成,分别包含吸收区、电荷区和倍增区结构。该改进雪崩光电二极管对光线波长的探测范围扩展到200~1 400 nm。对雪崩光电二极管的关键参数,如器件内电场分布、暗电流、光电流、增益和光响应等进行了分析。仿真结果表明改进雪崩光电二极管的击穿电压为145 V。当阴极偏置电压为140 V时,该器件对900 nm波长光线的峰值响应可以达到22 A/W。在器件击穿之前,400 nm波长光线的电流增益可以对达到50。对改进雪崩光电二极管器件的工艺流程也进行了讨论。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2016年S1期）
锗材料论文开题报告
（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：
为了研究水对激光辐照半导体锗材料的影响,利用1064nm纳秒脉冲激光辐照锗材料,改变激光能量与锗材料所处环境,对其散射光谱进行采集与分析。结果表明,作用在空气中锗材料表面单脉冲激光能量35mJ,产生较多等离子体谱线。作用在薄层水覆盖的锗材料表面单脉冲激光能量35mJ、50mJ、100mJ,锗材料特有等离子体谱线消失。作用在水下50mm锗材料表面单脉冲激光能量35mJ,采集散射谱线表现为辐射谱形式,所有等离子体谱线消失。等离子体谱线的差异代表了激光辐照锗材料的损伤机理与损伤效果存在差异。此结果对于激光水下加工半导体材料以及军事光电对抗方面有着重要应用前景。
（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。
锗材料论文参考文献
[1].耿瑞文,杨晓京,谢启明,李芮,罗良.基于划刻实验的单晶锗材料去除机理研究[J].无机材料学报.2019
[2].王朔,张鹏波,蔡宏吉,侯力铭.1064nm纳秒脉冲激光辐照水下锗材料光谱研究[J].科技创新与应用.2019
[3].赵万利,何大龙,王毕艺.光谱非相关激光作用锗材料特性变化研究[J].光电技术应用.2018
[4].黄诗浩,孙钦钦,黄巍,谢文明,汪涵聪.(001)面双轴应变锗材料的能带调控[J].材料科学与工程学报.2018
[5].房继德.二维锗材料生长在铝金属表面第一性原理研究[D].济南大学.2018
[6].毛鑫.二维硒化锗材料的制备与光电性能表征[D].湘潭大学.2018
[7].王琦.硅、锗材料的电光效应和光整流效应的研究[D].吉林大学.2017
[8].吴丽君.基于DFTB计算的低维硅锗材料结构与电子性质研究[D].东北大学.2017
[9].白帅.纳米结构硅、锗材料的制备及其储锂性能研究[D].兰州大学.2017
[10].魏佳童,陈立伟,胡海帆,刘志远.基于硅与锗材料的改进集成雪崩光电二极管（英文）[J].红外与激光工程.2016