碳通过晶格逐渐溶解,最初形成亚表面,最终形成块状碳化物相。[12,29] 对于炔烃半加氢反应,PdC x 相通过抑制烷烃的过度加氢,提高了烯烃的选择性。[12,13,18,22,29] 这种对选择性的影响是多方面的。首先,最上层阻止氢气在亚表面聚集。[13] 此外,现有溶解氢通过碳化物相到表面的流动性降低。[22,12] 最后,碳化物相增加了从进料中吸附更多碳氢化合物的能垒。[29] 在低转化率下,炔烃的表面毒化作用也是高选择性的原因。[18] 选择性提高的一些实例包括乙炔、炔丙和 1-戊炔的半加氢。 [12,22,28,29]
1 俄亥俄州立大学电气与计算机工程系,美国俄亥俄州哥伦布 43210。2 Lumileds LLC,美国加利福尼亚州圣何塞 95131。3 俄亥俄州立大学材料科学与工程系,美国俄亥俄州哥伦布 43210。*通讯作者:rahman.227@buckeyemail.osu.edu 摘要:我们展示了通过高效隧道结实现的低开启电压 P 向下绿光 LED。由于 (In,Ga)N/GaN 界面中的极化场排列具有 p 向下方向,与传统的 p 向上 LED 相比,电子和空穴注入的静电耗尽势垒降低了。具有 GaN 同质结隧道结的单个 (In,Ga)N/GaN 异质结构量子阱有源区在 20A/cm 2 时表现出非常低的 2.42V 正向工作电压,当电流密度高于 100 A/cm 2 时,峰值电致发光发射波长为 520 nm。底部隧道结具有最小的电压降,能够实现向底部 p-GaN 层的出色空穴注入。III 族氮化物半导体在光电子学和电子学 1-12 中的广泛应用具有重要的技术意义,并已广泛应用于照明和显示应用。虽然过去十年来,紫/蓝光发射波长范围内的 GaN 基发光二极管的效率和功率输出有了显着提高,但较长波长的发射器仍然表现出较低的效率。对于为更长波长设计的发射器,(In,Ga)N 量子阱中的铟摩尔分数会导致与更大的晶格失配、量子阱内的缺陷以及阱-势垒界面处更高的极化片电荷密度相关的挑战,所有这些都会导致器件性能下降。13-16
摘要。这项研究通过微波辅助覆层和15%的粒子混合物在SS-304底物上提出了一种革命性的方法来增强表面增强。进行了细致的准备步骤,包括底物清洁和预热,以确保最佳的粘附和涂料质量。使用木炭作为振动者材料的微波混合动力加热,促进了粉末混合物的快速和均匀加热,而纯石墨板在此过程中阻止了污染。使用特定功率和频率设置的多模微波涂抹器进行了实验,从而导致最佳涂层形成的受控加热。通过SEM图像说明了微波辅助的覆层过程的精度,揭示了整个底物的覆层颗粒的均匀分布。此外,观察到表面硬度和耐磨性的显着改善,表面硬度增加了44.67%,低磨损速率为0.0020 mm3/m。这些发现突出了开发的覆层技术在增强SS-304底物的机械性能和耐磨性方面的有效性,为其在各种行业中的潜在应用铺平了道路,这些行业需要在滑动接触条件下可靠的表面保护和耐用性。
无机氮化物纳米材料因具有新颖的电化学活性和高化学稳定性而在可再生能源应用领域引起了广泛关注。对于不同的可再生能源应用,最佳氮化物相和纳米结构存在许多可能性和不确定性,这进一步促进了氮化物纳米材料的可控制备的探索。此外,与具有块体或陶瓷结构的传统氮化物不同,氮化物纳米材料的合成需要更精确的控制以保证目标纳米结构以及相纯度,这使得整个合成仍然是一个挑战。在这篇小型综述中,我们主要总结了无机氮化物纳米材料的合成方法,包括化学气相沉积、自蔓延高温合成、固相复分解反应、溶剂热合成等。从纳米结构的角度来看,近年来,几种具有纳米多孔、二维、缺陷、三元结构和量子点等纳米结构的新型氮化物表现出独特的性能并受到广泛关注。本文还讨论了功能无机氮化物设计和合成的未来研究前景。
III 族氮化物半导体因其在固态照明和功率器件中的出色应用而备受关注,在下一代光电和电子设备的发展中发挥着关键作用。铁电性、铁磁性和超导性等新兴特性正在被整合到 III 族氮化物中,增强了它们在未来先进半导体和量子技术中的应用潜力。最近在氮化物材料(包括 ScAl(Ga)N 和 AlBN)中发现的铁电性实验证据激发了人们的极大研究热情。氮化物铁电体被认为是开发尖端微电子存储器、声学设备和量子设备的有前途的材料,有可能催化铁电特性与微电子的融合和增强功能。本期特刊将深入研究 III 族氮化物半导体,包括结构、特性和各种外延工艺。此外,它还旨在研究 III 族氮化物半导体在电子、光电和铁电领域的应用。
然而,氮化物点的发射线通常不均匀地加宽,与其寿命极限相比至少加宽 100 倍,10,11 这最终限制了它们的不可区分性。加宽是由光谱扩散引起的,光谱扩散是由点附近的电荷载流子的捕获和释放产生的,从而产生了变化的局部电场。通过量子限制斯塔克效应 (QCSE),这导致点的发射能量发生变化。这种效应对氮化物 QDs 比对砷化物 QDs 更强,因为首先氮化物材料的强极性导致氮化物 QDs 中的激子具有较大的永久偶极子,从而增加了与静电环境的耦合并放大了光谱扩散的强度。 12 其次,与砷化物点相比,氮化物点的生长方法改进时间较短,而且它们还表现出更高的点缺陷和位错密度,这些缺陷和位错密度可以充当载流子的陷阱。13–15 光谱扩散是氮化物点产生高度不可区分的光子的最大障碍,因为
能耗是任何电子设备最重要的方面之一,为了实现更好的可持续未来,需要进一步改进。这同样适用于商用光电探测器,它们使用巨大的外部偏置电压消耗大量能量。到目前为止,薄膜已广泛用于各种电磁辐射波段的光电探测。与基于纳米结构的设备相比,唯一阻碍它们发展的特性是性能较慢、响应度较低。然而,基于纳米结构的光电探测器的缺点是,由于设备制造步骤复杂且昂贵,它们缺乏大规模生产或商业化的可扩展性。解决这一限制的一个可行解决方案可能是使用混合结构,即 ZnO、(Al、Ga、In)N 和 GaAs 等高质量晶体材料与 MoS 2、石墨烯、WSe 2 和 SnS 2 组成的二维材料的组合。这将提供对带隙工程的广泛控制,可用于可扩展的模块化设备制造。这些方法有望开发出具有相对较高响应度和自供电光电探测器的光电探测器。当前的观点侧重于 III 族氮化物基光电探测器的进展及其使用混合 III 族氮化物/2D 界面的自供电、宽带和超快光电探测器的广阔前景。
摘要:托有室温单光子发射器(SPE)的二维六角硼(HBN)有望用于量子信息应用。朝着HBN实际应用的重要一步是按需,位置控制的SPE。报告的用于确定性创建HBN SPE的策略要么依赖于与综合光子学不兼容的基材纳米图案,要么利用可能引入不可预测的HBN损害或污染的辐射源。在这里,我们报告了一种无辐射和光刻的途径,以确定性地通过纳米引导使用原子力显微镜(AFM)激活HBN SPE。该方法适用于二氧化硅 - 硅底物上的hbn扁曲,可以很容易地集成到片上光子设备中。对于多个凹痕尺寸,所达到的SPE收率高于30%,并且在400 nm左右的凹痕显示最大产量为36%。我们的结果标志着HBN SPE与光子和等离子设备的确定性创建和整合的重要一步。关键字:HBN,单光子发射器,原子力显微镜,纳米凹痕,片上积分■简介
摘要:磁性半导体可能很快会提高微电子的能源效率,但具有这些双重特性的材料仍未得到充分探索。在此,我们报告了一种新的磁性和半导体材料 MnSnN 2 的计算预测和实现,通过薄膜组合溅射。掠入射广角 X 射线散射和实验室 X 射线衍射研究表明,MnSnN 2 表现出具有阳离子无序性的纤锌矿状晶体结构。这种新材料具有较宽的成分公差,单相区域范围为 20% < Mn/(Mn + Sn) < 65%。光谱椭圆偏振法确定光吸收起始点为 1 eV,与计算预测的 1.2 eV 带隙一致。电阻率测量与温度的关系支持了 MnSnN 2 的半导体性质。霍尔效应测量表明载流子密度与温度呈弱负相关,这表明电荷传输机制比原始半导体更复杂。磁化率测量表明 MnSnN 2 具有低温磁有序转变(≈ 10 K)和强反铁磁相关性。这一发现与块体阳离子有序 MnSiN 2 和 MnGeN 2 形成对比,在之前的研究中,它们在 400 K 以上表现出反铁磁有序。为了探究这种差异的起源,我们对阳离子有序和阳离子无序的 MnSnN 2 进行了蒙特卡罗模拟。他们发现阳离子无序降低了相对于有序相的磁转变温度。除了发现一种新化合物外,这项工作还表明,未来的努力可以利用阳离子(无)序来调整半导体材料中的磁转变,从而精确控制微电子特性。■ 简介
自主实验已成为加速材料发现速度的有效方法。尽管自主合成仪器在分子和聚合物科学、混合材料溶液处理和纳米颗粒领域已变得流行,但用于物理气相沉积的自主工具的例子却很少,但对半导体行业却很重要。在这里,我们报告了一种自主工作流程的设计和实施,用于溅射沉积具有受控成分的薄膜,利用由 Python、光发射光谱 (OES) 和贝叶斯优化算法定制控制的高度自动化溅射反应器。我们将通过 X 射线荧光测量的薄膜成分建模为在 N 2 和 Ar 气氛中从元素 Zn 和 Ti 靶共溅射期间监测的等离子体发射线的线性函数。由 OES 提供信息的贝叶斯控制算法通过最小化所需和测量的光发射信号之间的绝对误差来导航溅射功率空间以制造具有用户定义成分的薄膜。我们通过自主制造 Zn x Ti 1 − x N y 薄膜验证了我们的方法,这些薄膜与目标阳离子成分的偏差相对为 ± 3.5%,即使对于 15 纳米的薄膜也是如此,这表明所提出的方法可以可靠地合成具有特定成分的薄膜,并且人为干扰最小。此外,所提出的方法可以扩展到更困难的合成实验,其中等离子体强度线与压力呈非线性关系,或者元素粘附系数与基板温度密切相关。