导读:本文包含了半导体导电论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:石墨烯,氮化硼,二维材料,迭层材料
半导体导电论文文献综述
土豆儿[1]（2018）在《Nature:对石墨烯迭层材料施压可调控导电率,石墨烯基半导体有望实现室温应用》一文中研究指出一支由哥伦比亚大学领导的国际研究团队开发了一种控制石墨烯的电导率的技术,他们通过对石墨烯迭层复合材料施压成功改变了石墨烯的电子结构,在石墨烯中创建出目前最宽的能带间隙,使复合材料呈现半导体性,向石墨烯导电开关的发展更近一步。(本文来源于《中国粉体工业》期刊2018年03期）
姚晓静[2]（2017）在《半导体表面导电分子线的生长机理与电磁性质研究》一文中研究指出随着人们对计算能力要求的不断提高,电子器件的尺寸越来越小,速度越来越快,逐渐发展为分子电子器件。其中,一维分子线因其独特的力学性质、电学性质和磁性质等成为分子电子器件中一种重要的构建单元。如何使分子线稳定地与半导体表面结合的同时保持分子线本身的电磁性质非常关键。近年来,无论是实验上还是理论上对一维分子线在半导体衬底上的结合机制及电磁性质的调控等方面的研究都取得了一定的进展。本论文基于第一性原理的密度泛函理论计算,研究了一维分子线及其在半导体硅/锗衬底上的电磁性质,利用有机分子在表面的选择性吸附和自组装机制,提出了几种在半导体表面制备分子线的可能方法,并在理论上证明了通过掺杂和外加电场等手段可以调控其在半导体表面上的电磁性质。主要研究内容如下:1)通过表面聚合反应在H-Si(001)-2×1表面制备导电分子线。如何将导电分子线稳定地钉扎在半导体衬底上是分子线走向应用首先要解决的难题。针对这一难题,我们提出了一种分两步在H-Si(001)-2×1表面制备HPyMB导电分子线的方法。第一步,HPyMB分子通过吡啶环选择性吸附在H-Si(001)-2×1表面[110]取向的Si悬挂键上;第二步,吸附的HPyMB通过分子间脱水反应聚合形成分子线。我们的计算表明,HPyMB分子能够通过形成Si-N共价键稳定地吸附在Si表面,形成的分子线/衬底结构是金属性的,但导电能力很差,通过空穴掺杂可以提高其导电性。该分子线是其唯一的导电通道,且体系的电子性质对外电场不敏感,这有利于其在实际中的应用。2) 1,3,5-叁乙炔苯在H-Si(100)-2×1表面自组装及通过与CO的表面聚合反应制备表面导电聚合物。我们提出了利用炔烃分子在H-Si(100)-2×1表面通过自组装进一步形成表面聚合物的机制。研究表明,1,3,5-叁乙炔苯(TEB)分子首先在H-Si(100)-2×1表面形成沿着[011]方向的一维分子阵列,然后通过连接在表面的分子与CO发生分子间[2+2+1]加成反应聚合形成分子线。这种分子线/Si(100)-2×1结构本身具有半导体性质,且通过电子掺杂能够将其转变为金属,与我们研究的其它的分子线/半导体组合一样,分子线的能带穿过费米面,提供导电通道,而Si衬底能够保持它本身的半导体性质。3)利用分子自组装和表面聚合反应在H-Si(100)-2×1表面制备导电聚噻吩。聚噻吩在电致发光,化学传感器等方面有着广泛的应用前景,但如何在半导体表面高效制备聚噻吩仍是当前的一个挑战。利用烯烃在H-Si(100)-2×1表面的自组装反应机制,我们研究了不同长度的噻吩取代的链状烯烃分子(H2C=CH-(CH2)n-thiophene)在H钝化的Si(100)-2×1或Ge(100)-2×1表面形成一维分子阵列的机理。研究表明,当H2C=CH-(CH2)n-thiophene分子在表面形成分子阵列后,噻吩环并列位于分子阵列顶端,一旦噻吩环中引入游离基,相邻的噻吩可以聚合形成聚噻吩,进一步形成生长在半导体表面的聚烷烃噻吩-Si/Ge(100)-2×1结构。像大多数的导电聚合物一样,聚烷烃噻吩-Si/Ge(100)-2×1为半导体,且可以通过空穴掺杂或施加外电场调节使其具有导电性。更重要的是,衬底和连接在表面的聚合物都能够保持它们各自的电子性质,并且聚噻吩链是唯一的导电通道,因此能够有效的防止发生漏电现象。4)[EuCOTB]∞叁明治分子线及H-Ge(001)-2×1表面对分子线电磁性质的影响。镧系有机金属叁明治化合物由于具有高的稳定性和磁矩,在自旋电子器件上有很大的应用前景。基于第一性原理计算,我们系统地研究了镧系金属Eu和B掺杂的环辛四烯基(COTB)形成的叁明治分子线的结构以及电磁性质,并进一步研究了半导体Ge衬底对分子线电磁性质的影响。计算表明,一方面,COT配体中B掺杂能够大大提高分子线的结构稳定性和自旋稳定性;另一方面,配体中B掺杂能显着地调节分子线的电子性质:一维[EuCOTB]∞和[Eu-COTB-Eu-COT]∞分别为金属和半金属材料。半导体衬底对[EuCOTB)∞和[Eu-COTB-Eu-COT]∞分子线磁性质的影响较小,支撑在H-Ge(001)-2×1表面后两种分子线仍表现为铁磁性,且都具有导电性。特别是[Eu-COTB-Eu-COT]/Ge(001)表现出准半金属性质,在适当的外电场作用下,可以变为完全的半金属,而Ge保持自身的半导体性质。(本文来源于《东南大学》期刊2017-06-01）
张鑫[3]（2017）在《高压下半导体不同导电机制的研究》一文中研究指出本论文利用高压原位直流电学测量技术,对电子导电材料VO_2的电输运性质进行测量,给出了电阻率、激活能、载流子浓度、迁移率和霍尔系数等随压力的变化规律,并系统的讨论了造成这些变化的物理机制。同时,利用高压原位交流测量技术,对BaH_2(H~-离子导电)、KH_2PO4(质子导电)和MWCNT/PVDF复合材料(电子、离子混合导电)进行交流阻抗谱测量,给出了压力对载流子在晶粒和界面处传输的调控作用,以及相变对晶粒和界面介电性质的影响。具体的实验和分析结果如下:1.通过原位高压电阻率、霍尔效应和电阻率温度依赖性测量详细研究了压力对VO_2样品电输运性质的影响。霍尔系数(RH)在整个压力范围内始终为负值,这表明压力没有改变载流子P-N性质,主要载流子一直是电子。电阻率、霍尔系数、载流子浓度和载流子迁移率等电输运参数在10.4GPa左右都发生了显着的变化,这主要是由于VO_2经历了一个结构相变,此相变是由于V-V原子对位置发生轻微调整造成的。电阻率随温度的变化情况表明这个相变是一个从半导体相到半导体相的转变而不是以前拉曼和红外吸收实验报道的压力诱导金属化。并且激活能在10.4GPa处突然的增长表明在结构相变期间VO_2的绝缘性在增强。激活能与压力强度的负相关性表明压力使施主能级移向V原子的π带(导带),同时带隙变窄,这降低了势垒高度使载流子传输更加容易。2.BaH_2作为一种纯H~-离子导电材料,因其H~-离子的大小适合在晶格中快速传输,因此其被广泛关注。本文利用原位高压阻抗谱测量详细分析了压力对BaH_2样品中H~-离子传输性质的影响。扩散系数、电导率、弛豫频率和相对介电常数等电输运参数在2.3GPa左右都发生了显着的变化,这是由于BaH_2样品发生了由pnma相到P63/mmc相的结构相变造成的。从扩散系数随压力的变化可以得出高压下BaH_2中H~-离子在扩散层的扩散性质,在pnma相,压力对H~-离子在扩散层中传输影响不大,扩散系数只有轻微的下降;但在P63/mmc相,压力使得扩散系数迅速上升,表明压力使得H~-离子在扩散层中传输变的容易。压力对离子扩散性质表现出不同的调制作用,这是由于压力对不同结构的BaH_2扩散层中H~-离子扩散路径长度的不同调节作用导致的。我们还研究了BaH_2中离子电导率随压力的演化过程,在pnma相,随着压力的增加H~-离子的传输通道迅速收窄,导致H~-离子在传输通道中迁移的阻力增加,H~-离子运动速度减缓,从而导致晶粒电导率随压力的增长而迅速下降;但在P63/mmc相,压力展宽了H~-离子的传输通道,使得晶粒电导率随压力的增加而增加。通过复模量虚部M’’和阻抗虚部Z’’随频率的变化关系可以看出交变电场中H~-离子在晶界部分的传输过程主要表现出大的电阻响应而电容响应是十分弱的。3.利用高压原位交流阻抗谱测量技术,在0-30.0GPa压力区间内,对KH_2PO4样品的的电输运行为进行测量。通过对KH_2PO4样品电阻、弛豫频率和激活能随压力的变化关系的观察,较全面的认识到高压下KH_2PO4样品的电学行为。在2.5、8.5和15.6GPa处的,KH_2PO4样品的电阻、弛豫频率发生不连续变化,这些压力点处的不连续变化主要是由结构相变引起的质子(H+)传输路径的改变引起的。在Ⅱ相,激活能随压力的变化率为正值(dEa/dP>0),这表明压力降低了质子(H+)的迁移率,阻碍了质子(H+)在晶粒内部的传输。在Ⅳ相、Ⅵ相和Ⅵ’相,负的dEa/dP值意味着压力使质子(H+)的传输通道展宽,迁移率增加,质子(H+)传输变的容易。通过复模量虚部M’’和阻抗虚部Z’’随频率的变化关系可以看出:在Ⅱ相,KDP样品晶粒内部以质子(H+)的局域传导为主,压力对质子(H+)局域传导的影响很小;在Ⅳ相,KDP晶粒内部质子(H+)的局域传导逐渐被破坏,质子(H+)长程传输逐渐增强;在Ⅵ相,质子(H+)的局域传导的作用十分微弱,质子(H+)以长程传输为主;在Ⅵ’相,质子(H+)在晶粒内部完全转变为长程传输。4.利用高压原位交流阻抗谱测量技术,在0-25.0GPa压力区间内,对MWCNT/PVDF复合材料的电输运行为进行测量。在14.0和20.0GPa处,MWCNT/PVDF复合材料的相对扩散系数和电阻率发生不连续变化,这是由多壁碳纳米管电子相变和PVDF由α相到β相的相变引起的。在0-14.0GPa压力区间,离子导电份额远远大于电子导电份额,MWCNT/PVDF复合材料以离子导电为主,并且压力对导电份额的影响不大。压力通过改变离子在扩散层中扩散路径的长短来改变离子的扩散系数。离子在扩散层中的扩散速度随压力的增加而减小。界面内的缺陷是影响MWCNT/PVDF复合材料中的电子传输过程的主要因素,通过我们对界面电阻分析可以得出压力使界面内的缺陷对电子的散射作用减弱。在14.0-20.0GPa压力区间,离子扩散受压力影响不大;界面内的缺陷对电子的散射作用随着压力的增加而减弱;同时压力的作用使MWCNT/PVDF复合材料内离子导电份额下降电子导电份额增加。在20.0GPa时,复合材料中离子和电子导电类型发生反转,从离子导电为主转变为电子导电为主。压力使离子的扩散路径变短,离子扩散速度加快。基质内的晶格散射和界面处的缺陷两者共同成为影响MWCNT/PVDF复合材料中的电子传输的主要因素。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-06-01）
李旭瑞[4]（2016）在《磁电输运测量系统及透明导电氧化物半导体特性研究》一文中研究指出随着芯片特征尺寸的不断减小,传统半导体技术正在逼近物理极限,业界开始寻找新的方案来替换目前流行的硅工艺技术。宽禁带半导体以及自旋电子器件等技术的崛起让业界看到了新的希望。其中,宽禁带半导体也被称为第叁代半导体。相对前两代半导体,它们具有更大的带宽、更高的击穿电压以及更大的饱和电子漂移率等特性,更适于构造性能良好的高频高速器件、功率器件、发光器件以及高密度集成器件等,在集成电路、电子通信以及光电等领域都存在了很大的市场潜力。而当芯片特征尺寸与电子的de Broglie波长相比拟时,就会出现一系列的量子效应,这些效应如果考虑不周,可能会给当前的电子线路带来危害。但是反过来,如果能够掌控并利用这些效应,构造出相应的量子自旋器件,则能使得器件工作于更低功耗、更高集成密度的场景,这必将大大提高集成电路的信息处理能力。透明导电氧化物(TCO)半导体是宽禁带半导体中的一大分支,有望在场效应晶体管(FET)、隐形电子器件以及平板显示等多方面发挥巨大的作用。然而相对于传统的n型TCO半导体,p型TCO较低的导电性及透过率在一定程度上阻碍了TCO器件的发展。CuCr1-xMgxO2(CCMO)是同类型结构中电导性能最好的p型半导体。同时,其独特的磁电特性让它在自旋电子器件领域也有非常光明的应用前景,因此近年来成为了一大研究热点。本文对CCMO样品的多种特性进行了表征分析及模型建立,并利用这些获得的特征参数构造出性能良好的TCO异质结器件,有望加速其在新一代室温电子器件方面的应用。当然,随着半导体器件向着低功耗、高频率等特性方向发展的同时,其特征信号的捕获也变得越来越具有挑战。传统的测量技术已经越来越难以满足精密性和速度等方面的需求,尤其是在新型半导体器件研发过程中经常伴随的高频、强磁场以及极限温度等复杂环境下,如何准确获取器件参数是业界正在考虑的问题。本研究工作针对以上提出的一些技术挑战,研发了兼具精度、速度、稳定易用等特性的输运数据采集分析系统,以便在研发新型半导体器件的过程中起到一定的推动作用。本文的主要工作和创新点包括以下几点：1.研发了基于数字锁相放大技术的输运数据实时测量系统以及复杂环境下自动化半导体电学特性采集分析系统。其中数字锁相输运实时测量系统的主要创新点如下：(a)利用数字锁相技术采集交流信号,采用了独立的编程可控信号源,并引进相位标记技术给锁相放大器提供参考信号。整个系统能够实现良好的噪声抑制,兼具测量精度与速度,并能研究交流输运特性。(b)测量由程序控制自动进行,速度相对于其他传统方法提高了数十倍。信号实时采集,测量结果准确并且密集。(c)程序架构设计合理,主体使用状态机以及生产者消费者等设计模式,稳定性和可扩展性强。而半导体电学特性采集分析系统主要创新点如下：(a)本系统可进行深低温、强磁场等复杂环境下的多种半导体电学参数的测量,经过后台算法对数据进行处理后,最终结果将自动保存为设定的数据格式。(b)程序控制自动化进行变磁场、变温输运的测量。前面板拥有良好的人机交互界面,可实时显示特性曲线及特征参数。各项功能利用事件结构中的动态调用,实现良好的解耦特性,增强了程序架构的稳定性。(c)整个系统屏蔽措施良好,测量结果精确。可精确提供皮安级别的恒定电流以及获得纳伏级别的电阻电压和霍尔电压,能够精确测量超低或者超高电阻值样品的磁电特性。测量技术主要采用范德堡法,对样品形状要求低。程控自动切换引脚,增强了系统的稳定性及速度。(d)能研究复杂环境下不同光照对样品各种输运特性的影响及复杂环境下的光生载流子特性。并且样品与光源完全隔离,可以忽略光源发热对样品的影响。2.结合太赫兹反射谱与霍尔测试,深入研究了CCMO样品的载流子动力学。研究结果表明：(a)CCMO样品的太赫兹反射谱在15 THz左右的峰位被识别为特征峰,并且该特征峰中心随温度升高而出现红移。在低于6 THz的频率范围内,其自由载流子吸收效应变得更加突出。(b)对于x=0.02,0.06,和0.10的样品,霍尔系数的温度依赖趋势分别在220,206和194 K下显示了一个转折点。该现象可以归因于载流子输运机制从热激活模式转变为叁维变程跃迁模式。(c)通过使用Lorentz-Drude模型对太赫兹谱进行拟合计算,能够获得与电学表征手段得到的基本一致的电学特性,该方法为在电学测量出现困难的时候提供另一种获得样品电学参数的路径。3.通过对CCMO的光电磁等多项特性进行表征和拟合计算,详细分析了其能带结构、跃迁模型以及振动模式等。研究结果表明：(a)结合Tauc-Lorentz模型对CCMO的变温透射谱进行拟合计算,证明其价带顶由Cr 3d特性主导。Cr离子的自旋-轨道相互作用使CCMO的3d态更加分散,从而可以导致比较高的导电特性。(b)在荧光谱1.8 eV附近发现了强烈的激子激发,这是由CCMO天然低维度结构引起的,并且可通过温度和空穴浓度调制。(c)对于x=0.02和0.04的样品,发现了异常的带隙温度依赖特性。在低温区,随着温度的减小,带隙显示红移。这是由Cr-O-Cu在价带的上半部分强烈的相互作用引起的。该相互作用同样也导致了拉曼振子Eg的异常温度依赖特性。这个效应可以通过增大Mg组分而削弱。(d)通过结合极低温度下低频太赫兹谱及磁阻震荡的研究,建立了考虑自旋反转效应修正的跃迁能级模型。(e)在20 K左右CCMO会经历连续两个磁相变过程。在相变过程中,其内在结构由平面转为螺旋立体结构,这使得x=0.06和0.10的样品在最低的温度范围内Eg和Eu振动模式随温度下降重新出现红移模式。4.设计了基于CCMO的异质结器件,通过研究其电流-电压(I-V)特征曲线及磁场下的电学特性,详细讨论了其内在输运机制,探讨了该类器件室温应用的前景。研究成果如下：(a)成功研制了以p型半导体CCMO为基础的异质结器件,该器件具有良好的电学特性。(b)磁场下界面附近的自旋向下载流子和远离界面区域的自旋向上的载流子的反平行自旋极化之间的散射导致了的该异质结样品的正磁阻效应。(c)在低偏压区域,该器件的电流是由隧穿效应支配的,并且在室温下存在可控的磁阻效应,表明其非常适合于构造低功耗隧穿电子器件。(本文来源于《华东师范大学》期刊2016-05-01）
班会涛[5]（2016）在《导电高分子/无机半导体氧化物纳米复合气敏材料的制备和敏感特性研究》一文中研究指出气体传感器在现代社会诸多领域有着重要的应用,其发展受到广泛重视。制备纳米复合敏感材料以提高其响应特性,成为当前气体传感器研究的热点之一。本论文采用水热法处理含有金属盐前驱体的静电纺丝纳米纤维,简便地实现了SnO2、Fe2O3和Ti02纳米片在基底上低温(最佳温度135℃)原位生长,避免了高温灼烧纳米纤维和二次分散纳米材料；将其分别与聚苯胺(PANI)和聚吡咯(PPy)复合,制备了纳米复合气敏材料,并实现敏感材料与基底的良好接触,构建了复合气体传感器。通过FT-IR、XRD、SEM、HRTEM、XPS、EDAX等手段,表征了复合气敏材料的组成、微观结构以及形貌。研究了复合气体传感器在室温下对氨气的响应特性,考察了气敏材料的组成、形貌特性等对响应特性的影响,并优化其敏感特性,获得了室温响应的高性能NH3传感器,探讨了其敏感机理。采用静电纺丝法制备含有SnCl2前驱体的纳米纤维,经水热处理在基底上原位沉积Sn02纳米片,探讨其生长机理。通过气相聚合和溶液浸涂可分散PANI等方法,在Sn02纳米片上分别沉积PANI和PPy,制备复合气体传感器,其对于NH3的室温响应特性优于单一组分传感器。其中,SnO2/PANI气体传感器对NH3具有很高响应灵敏度(对10.7 ppm NH3灵敏度-3700%),超低检测限(～46ppb),以及较好的回复性和选择性；SnO2/PPy气体传感器的响应特性受到掺杂酸种类及聚合时间的影响；其室温下对1-10.7 ppm NH3电阻相对变化达6.2%/ppm,检测限为257ppb,同时具有较好的回复性和选择性。提出Sn02与导电高分子间形成的p/n结显着提高了复合传感器的响应灵敏度；复合物的纳米结构也促进了其敏感特性的提高。水热处理分别含有FeCl3和钛酸四丁酯(TBT)前驱体的电纺纳米纤维,在基底原位生长Fe203和Ti02纳米片,在其上浸涂水分散PANI,制备了Fe2O3/PANI和TiO2/PANI复合气体传感器,其在室温下对NH3具有较高的响应灵敏度(Fe2O3/PANI对10.7 ppm NH3灵敏度-3000%；TiO2/PANI对10ppm NH3灵敏度-2800%)、较好的回复性和优异的选择性,且响应特性均优于单一组分传感器,均说明了导电高分子与无机半导体氧化物二者间存在着明显的协同效应。(本文来源于《浙江大学》期刊2016-03-01）
黄艺,黄小岭,谢智勇,王涛[6]（2014）在《半导体纳米薄膜导电特性测试》一文中研究指出通过对传统半导体测量方式的改进和创新实现对半导体膜厚方向上电导率和Seebeck系数的测试。通过电子束微影技术(EBL)实现对矽晶片表面纳米孔洞阵列结构的合理排列,从而改善半导体界面的性质,以达到增加其导电性的目的。研究结果表明,如果在矽晶片表面建构方型孔洞阵列并且孔洞足够密集,比较退火处理的实验样品和不具孔洞阵列样品,在450℃作快速热退火处理的样品电导率最大。(本文来源于《电源技术》期刊2014年08期）
熊淑平[7]（2014）在《半导体纳米薄膜导电特性测试》一文中研究指出通过对某些测试方法的改进,设计了综合测试方案,以达到最终实现对薄膜样品膜面、膜厚两个方向上电导率和Seebeck系数的测试。制备了薄膜样品。应用电子束微影技术,在矽晶片表面制造纳米孔洞阵列结构,以改善半导体介面性质并增进其导电性,研究结果显示,在矽晶片表面建构方型孔洞阵列,且在孔洞够小的情况下,与未建构纳米孔洞而只做退火处理的对照样品相比,有效降低了导体的接触电阻,在金属导体电接触中,拥有更加优良的导电性,即在低温制程的中小孔洞阵列结构能取代退火处理。纳米科技有效增进半导体薄膜接点导电特性。(本文来源于《实验室研究与探索》期刊2014年02期）
杨黎[8]（2013）在《金属氧化物半导体多孔膜材料气敏过程中的导电行为研究》一文中研究指出目前,金属氧化物半导体材料广泛应用于气体敏感、光催化、能量储存与转化等领域,其表现出的优异性能均来自于该类材料与外界环境的特殊相互作用。气体敏感是一个在外场作用下复杂的气固交互反应过程,传感器的气敏性能不仅与敏感材料的组成和形貌有关,还与温度、气氛等外场条件密切相关。通常在气体传感实际应用领域,人们用多孔膜来制作传感器元件,利用其足够大的表面积与外界气体进行交互,可以获得较好的气敏性能。而气敏性能与气固交互下的载流子输运过程密切相关。因此,为了研究材料的组成结构和性能之间的关系,需要深入探讨载流子输运行为的内在机制,从原理上指导材料的设计,高效地获得性能优异的气敏材料。本文正是按照这条思路,以自行开发的测试平台为工具,通过调控材料的组成和内部结构,探讨在不同外场环境下材料内部的载流子输运机制,进而评价材料气敏性能。本文首先设计开发了一套高通量热激发气敏测试平台。该平台硬件系统由环境控制单元、测试腔体、材料芯片和测试电路四个部分构成,软件系统基于LabVIEW平台实现。该平台具有高通量测试、环境可控等主要特点,可实现气敏响应曲线、循环伏安曲线测试。平台在硬件评价和整体性能测试评价中表现出较好的准确度和稳定性。借鉴前人在气敏导电过程方面的工作,我们考虑到多孔膜材料的微观结构特点,提出偏压和烧结颈共同控制下的气敏导电模型,将其解释功能扩展到多孔膜领域。根据导电模型和材料的伏安曲线测试结果,基于遗传算法对曲线进行多参数拟合得到晶界势垒高度、耗尽层宽度等气敏过程中的关键物理参数。并在此基础上进一步建立“阀门效应”模型,用阀门控制系数合理解释了气敏性能和多孔材料微观形貌之间的内在联系。结果表明,ZnO在干燥空气中势垒高度在0.68-1.14eV之间,总耗尽层宽度WD约为65nm,最佳的气敏响应由材料的烧结颈宽度和不同气氛下耗尽层的变化差值共同决定。在探讨了单相材料在气敏过程中的载流子输运机制后,我们对材料体系进行了必要的扩展,研究了两相迭层异质结构配置复合体系中的载流子输运行为。采用丝网印刷制备不同配置的CuO/ZnO多孔膜迭层异质结构,评价了材料对N02的气敏性能。结果表明,自下而上的[电极/CuO/ZnO]异质结构在350℃下对29ppm的N02有最佳响应,说明有序异质界面在外电路辅助下能强化载荷分离,提升了材料的气敏性能。合适的能带匹配是强化载流子分离的前提,外电路电极与材料膜的相对位置决定载流子在异质结材料中的输运效率。运用缺陷化学理论,对N02的断气过冲现象的形成机理进行了探讨,认为ZnO的这种现象来源于电导控制过程由双电子反应向单电子反应转变,而CuO材料除上述反应转变外,还与其表面的亚硝酰基演化过程有关。在敏感材料组构层面气敏导电过程进行探讨以后,我们又研究了外场环境对载流子输运行为的影响。通过调制温度场、气氛场、偏压场叁个外场条件,研究SnO2在甲醇和乙醇中的气敏响应。结果表明,材料只有在乙醇气氛中300℃下表现出非线性I-V曲线和椅式响应模式。为合理解释此临界突变现象的产生机制,我们提出了多外场耦合诱导作用下的理论框架,并借助原位红外漫反射技术对理论框架中的核心问题进行了佐证。认为临界突变现象的产生原因与晶界上存在的分立能级对电子的捕获能力密切相关。(本文来源于《华中科技大学》期刊2013-11-01）
刘如川[9]（2013）在《导电聚合物和半导体纳米复合物中的光致界面电荷分离》一文中研究指出虽然引起了广泛的兴趣,作为染料敏化二氧化钛太阳能电池材料的替代品,混合导电聚合物和无机半导体的纳米复合材料,仍只能实现少得多的能量转换效率。可以预期,光伏过程主要发生复合材料的交界处,但未能直接观测这些过程,也未能将它们与局域的纳米结构间相关联。然而,这样的关系是非常重要的,特别是为了从混合系统的结构设计上来实现更好的转换效率。为此,我们采用了两种先进的显微技术-扫描近场光学显微镜和扫描静(本文来源于《第八届中国功能材料及其应用学术会议摘要》期刊2013-08-23）
张敏明[10]（2013）在《透明导电氧化物半导体材料的量子化学计算与设计》一文中研究指出透明导电氧化物(TCOs)材料由于具有优异的电学和光学性能,被广泛地应用于发光二极管(LED),太阳能电池,平板显示器(FDPs)和智能视窗。目前,商业化应用最为广泛的氧化铟锡(In2O3:Sn, ITO)材料由于铟资源的稀缺且价格昂贵,迫使研究者们寻找和开发性能优异的新型廉价TCO材料。二氧化锡(Sn02)作为一种出色的候选替代材料,与In203相比不仅成本低廉,同时具备优异的电学及光学性能。最近,基于Sn02的TCO材料在实验及理论研究中受到了广泛的关注,如氧化锡锑(SnO2:Sb, ATO)和氧化锡氟(SnO2:F, FTO)已经被发现并实现了大规模的商业化应用,但是其导电性能与ITO相比仍存在差距。因此,仍然需要探索新的基于Sn02的TCO材料,来满足未来的应用。基于密度泛函理论理的第一性原理计算等研究方法的发展为预测周期性材料的结构和性能提供了一个板有价值的研究手段,而且己经被作为一种重要的分析及预测工具来指导设计开发新的材料。本文采用第一性原理方法对基于Sn02体系的材料进行计算和设计,重点研究不同材料体系的导电性能,并对新TCO材料的光学性能做出预测,为今后的实验提供理论指导。主要研究内容及创新性的设计策略如下。(1)采用第一性原理计算方法(GGA-PBE和HSE06),研究了本征态SnO2晶胞结构、能带、态密度、有效质量等电子结构,并验证了计算方法的正确性。(2)在单掺杂中,选择VA, VB, VIB和ⅦA族元素作为掺杂元素,以保证材料为n型导电材料并具有较高的载流子迁移率。通过GGA-PBE计算了单元素掺杂SnO2进行大范围的筛选。设计原则应包括叁个重要的特性：(a)高导电性；(b)高透光性(禁带宽度大于3.1eV)；(c)稳定性好且易于实验制备。此外,低成本和无毒性也是必要的。对于计算结果的筛选,材料导电能力可以通过有效质量来间接反映,光学性能可由计算得到的电子结构来描述,而材料的稳定性及实验制备难易程度可通过结合能和形成能来表示。经GGA-PBE计算筛选出的具有高导电性的不仅包括了已知的FTO和ATO,而且预测了SnO2:P (PTO), SnO2:I(IOTO)两种新材料。(3)基于SnO2单掺杂的结果,以PTO作为研究体系,掺入杂质元素(VB, VIB和ⅦA族元素),替代其中的Sn原子或者O原子,即进行双元素共掺杂SnO2的GGA-PBE计算。再结合单掺杂与双掺杂的结果筛选,选出导电性能相对最出色的新TCO材料SnO2:(P, F)(FPTO)。(4)最后通过HSE06混合泛函计算,对FPTO材料作进一步的研究。对其电子结构进行计算及分析,并对其有效质量及光学性质作了预测。(本文来源于《北京化工大学》期刊2013-05-30）
半导体导电论文开题报告
（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：
随着人们对计算能力要求的不断提高,电子器件的尺寸越来越小,速度越来越快,逐渐发展为分子电子器件。其中,一维分子线因其独特的力学性质、电学性质和磁性质等成为分子电子器件中一种重要的构建单元。如何使分子线稳定地与半导体表面结合的同时保持分子线本身的电磁性质非常关键。近年来,无论是实验上还是理论上对一维分子线在半导体衬底上的结合机制及电磁性质的调控等方面的研究都取得了一定的进展。本论文基于第一性原理的密度泛函理论计算,研究了一维分子线及其在半导体硅/锗衬底上的电磁性质,利用有机分子在表面的选择性吸附和自组装机制,提出了几种在半导体表面制备分子线的可能方法,并在理论上证明了通过掺杂和外加电场等手段可以调控其在半导体表面上的电磁性质。主要研究内容如下:1)通过表面聚合反应在H-Si(001)-2×1表面制备导电分子线。如何将导电分子线稳定地钉扎在半导体衬底上是分子线走向应用首先要解决的难题。针对这一难题,我们提出了一种分两步在H-Si(001)-2×1表面制备HPyMB导电分子线的方法。第一步,HPyMB分子通过吡啶环选择性吸附在H-Si(001)-2×1表面[110]取向的Si悬挂键上;第二步,吸附的HPyMB通过分子间脱水反应聚合形成分子线。我们的计算表明,HPyMB分子能够通过形成Si-N共价键稳定地吸附在Si表面,形成的分子线/衬底结构是金属性的,但导电能力很差,通过空穴掺杂可以提高其导电性。该分子线是其唯一的导电通道,且体系的电子性质对外电场不敏感,这有利于其在实际中的应用。2) 1,3,5-叁乙炔苯在H-Si(100)-2×1表面自组装及通过与CO的表面聚合反应制备表面导电聚合物。我们提出了利用炔烃分子在H-Si(100)-2×1表面通过自组装进一步形成表面聚合物的机制。研究表明,1,3,5-叁乙炔苯(TEB)分子首先在H-Si(100)-2×1表面形成沿着[011]方向的一维分子阵列,然后通过连接在表面的分子与CO发生分子间[2+2+1]加成反应聚合形成分子线。这种分子线/Si(100)-2×1结构本身具有半导体性质,且通过电子掺杂能够将其转变为金属,与我们研究的其它的分子线/半导体组合一样,分子线的能带穿过费米面,提供导电通道,而Si衬底能够保持它本身的半导体性质。3)利用分子自组装和表面聚合反应在H-Si(100)-2×1表面制备导电聚噻吩。聚噻吩在电致发光,化学传感器等方面有着广泛的应用前景,但如何在半导体表面高效制备聚噻吩仍是当前的一个挑战。利用烯烃在H-Si(100)-2×1表面的自组装反应机制,我们研究了不同长度的噻吩取代的链状烯烃分子(H2C=CH-(CH2)n-thiophene)在H钝化的Si(100)-2×1或Ge(100)-2×1表面形成一维分子阵列的机理。研究表明,当H2C=CH-(CH2)n-thiophene分子在表面形成分子阵列后,噻吩环并列位于分子阵列顶端,一旦噻吩环中引入游离基,相邻的噻吩可以聚合形成聚噻吩,进一步形成生长在半导体表面的聚烷烃噻吩-Si/Ge(100)-2×1结构。像大多数的导电聚合物一样,聚烷烃噻吩-Si/Ge(100)-2×1为半导体,且可以通过空穴掺杂或施加外电场调节使其具有导电性。更重要的是,衬底和连接在表面的聚合物都能够保持它们各自的电子性质,并且聚噻吩链是唯一的导电通道,因此能够有效的防止发生漏电现象。4)[EuCOTB]∞叁明治分子线及H-Ge(001)-2×1表面对分子线电磁性质的影响。镧系有机金属叁明治化合物由于具有高的稳定性和磁矩,在自旋电子器件上有很大的应用前景。基于第一性原理计算,我们系统地研究了镧系金属Eu和B掺杂的环辛四烯基(COTB)形成的叁明治分子线的结构以及电磁性质,并进一步研究了半导体Ge衬底对分子线电磁性质的影响。计算表明,一方面,COT配体中B掺杂能够大大提高分子线的结构稳定性和自旋稳定性;另一方面,配体中B掺杂能显着地调节分子线的电子性质:一维[EuCOTB]∞和[Eu-COTB-Eu-COT]∞分别为金属和半金属材料。半导体衬底对[EuCOTB)∞和[Eu-COTB-Eu-COT]∞分子线磁性质的影响较小,支撑在H-Ge(001)-2×1表面后两种分子线仍表现为铁磁性,且都具有导电性。特别是[Eu-COTB-Eu-COT]/Ge(001)表现出准半金属性质,在适当的外电场作用下,可以变为完全的半金属,而Ge保持自身的半导体性质。
（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。
半导体导电论文参考文献
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