摘要:卤化物钙钛矿发光二极管 (PeLED) 在下一代显示技术中具有巨大应用潜力。然而,由于高效率需要非常薄的传输层,而这些传输层在溶液处理过程中通常会因不当的润湿和干燥而出现空间不均匀性,因此扩大规模将具有挑战性。在这里,我们展示了如何使用通过原子层沉积生长的薄 Al 2 O 3 层优先覆盖不完美空穴传输层沉积的区域并与有机传输层形成混合复合材料,从而使空穴传导和注入能够通过有机空穴传输层持续进行。这具有减少异质结处非辐射复合和提高载流子选择性的双重效果,我们推断这是由于抑制了氧化铟锡和钙钛矿层之间的直接接触。我们观察到我们的 pin LED 中的电致发光外部量子效率立即从平均 9.8% 提高到 13.5%,冠军效率为 15.0%。该技术使用工业上可用的设备,可以很容易地扩展到更大的区域并纳入薄膜光伏电池等其他应用中。关键词:钙钛矿、发光二极管、原子层沉积、区域选择性、效率
过去几十年来,生长技术的令人瞩目的进步使得人们能够制造出非常高质量的低维半导体结构——量子阱、量子线和量子点,这为光电子学和自旋电子学领域的量子信息技术开辟了新的研究途径和无数的应用 1-3 。作为量子限制的直接结果,基本半导体激发可以达到非常大的结合能,使所谓的“激子”领域成为一个有前途的研究领域 4 。虽然激子的概念在空间限制沿一维(量子阱)或二维(量子线)时有意义,但我们在这里表明,当三个空间维度受到限制(量子点)时,束缚电子-空穴对作为激子的图像会被打破。这就是为什么我们不应该像对待其他结构那样将量子点 (QD) 中的电子-空穴对称为激子,而应该使用其他术语。这个问题不仅仅是语义问题;对于电子-空穴对与其他载流子相互作用并与光子耦合,以及光子吸收的可能性,物理理解完全不同。
摘要 量子点发光器件已成为显示应用的重要技术。它们的发射是分别通过空穴和电子导电层传输的正负电荷载流子复合的结果。这些器件中电子或空穴传输材料的选择不仅要求层间能级对齐,而且还要求平衡电子和空穴向复合位点的流动。在这项工作中,我们研究了一种通过控制电荷载流子动力学来优化器件的方法。我们采用阻抗谱来检查电荷载流子通过每一层的迁移率。得出的迁移率值提供了一条路径来估算每个电荷载流子向发光层的跃迁时间。我们认为,当两个电荷载流子向有源层的跃迁时间相似时,可以获得最佳器件结构。最后,我们通过重点优化电子传输层的厚度来检验我们的假设。
最近,人们研究了从二维介质和单电子转移形成单光子源的可能性 [1–4]。其想法是通过 pn 结以受控方式注入电子,从而根据需要确定性地产生单光子脉冲。横向 pn 结可由毗邻二维空穴气区域的二维电子气区域形成。电子在穿过 pn 结后与 p 型区域的空穴复合时发生单光子发射 [4]。人们在 III-V 半导体异质结构(特别是 GaAs/AlGaAs 系统)中对不同类型的横向 pn 结器件进行了多项研究。在聚焦离子分子束外延法中,两个相邻区域选择性地掺杂 Si 和 Be,以创建 n 型区域和 p 型区域 [5]。在面再生长法中,p 型和 n 型区域都是通过掺杂在 GaAs 表面不同面上的 Si 来创建的 [6, 7]。Cecchini 等人通过蚀刻掉部分 Be 掺杂的 AlGaAs 并形成 n 型 Au-GeNi 接触,从 p 型衬底形成了横向 pn 结。[8–10]。Dai 等人使用两个感应栅极来形成二维电子和空穴气体 [11, 12]。Helgers 等人使用 GaAs 衬底上的量子线作为通道,利用表面声波传输光激发电子和空穴 [13]。在其他类型的材料系统中也可以形成横向 pn 结,
在物理和生命科学中具有广泛应用的固态量子传感器 ( 金刚石色心 -NV 氮原子空穴色心 ) ; 探索标准模型之外物理的量子传感器 ( 磁力仪和原子钟,囚禁的极性分子,自旋压缩,控制自旋退相 干,纠缠 ) ; 量子信息处理成为现实 ( 囚禁离子,约瑟夫森结 ) ; 增强型量子传感器的先进材料 ( 光晶格,固态量子缺陷,混合量子系统,拓扑材料 ) ; 用于暗区物理的量子传感器 ( 高 Q 值的射频或微波腔,基于超导干涉效应的高 Q 接收器 ) ; 基于原子干涉测量和光学原子钟的精密时空传感器 ( 量子纠缠 ( “压缩” ) 和量子控制 ( “动态解耦” )) 。
摘要 — 过去十年,碳化硅 (SiC) 功率金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 的商业化不断扩大。栅极氧化物可靠性是 SiC 功率 MOSFET 的主要问题,因为它决定了器件的使用寿命。在这项工作中,我们研究了商用 1.2 kV SiC 功率 MOSFET 在不同栅极电压下的栅极漏电流。高氧化物电场引发的碰撞电离和/或阳极空穴注入 (AHI) 导致空穴捕获,从而增强了栅极漏电流并降低了器件的阈值电压。由于 Fowler-Nordheim (FN) 隧穿而产生的电子注入和捕获往往会降低栅极漏电流并增加阈值电压。还对商用 MOSFET 进行了恒压时间相关电介质击穿 (TDDB) 测量。栅极漏电流的结果表明,场加速因子的变化是由于高栅极氧化物场下栅极电流/空穴捕获增强所致。因此,建议在低栅极电压下进行 TDDB 测量,以避免在正常工作栅极电压下高估寿命。
摘要:透明导电材料 (TCM) 已广泛应用于触摸屏、平板显示器和薄膜太阳能电池等光电应用。TCM 的这些应用目前以 n 型掺杂氧化物为主。由于空穴迁移率低或 p 型掺杂瓶颈,高性能 p 型 TCM 仍然缺乏,这阻碍了高效的器件设计和透明电子等新应用。在这里,基于第一性原理计算,我们提出硫族化物钙钛矿 YScS 3 作为一种有前途的 p 型 TCM。根据我们的计算,它的光吸收起始点高于 3 eV,这使得它对可见光透明。它的空穴电导率有效质量为 0.48 m 0 ,是 p 型 TCM 中最小的之一,表明空穴迁移率增强。它可以通过阳离子位点上的 II 族元素掺杂为 p 型,所有这些都会产生浅受体。结合这些特性,YScS 3 有望提高 p 型 TCM 相对于 n 型 TCM 的性能。
摘要:钙钛矿太阳能电池 (PSC) 引起了越来越多的研究兴趣,但其性能取决于材料的选择和所用的工艺。这些材料通常可以在溶液中处理,这使得它们非常适合卷对卷加工方法,但它们在环境条件下的沉积需要克服一些挑战以提高稳定性和效率。在这篇评论中,我们重点介绍了钙钛矿材料以及空穴传输层 (HTL) 和电子传输层 (ETL) 材料的光子固化 (PC) 的最新进展。我们介绍了如何使用 PC 参数来控制钙钛矿 HTL 和 ETL 层的光学、电学、形态和结构特性。强调这些进步对钙钛矿太阳能电池的重要性可以进一步凸显这项研究的重要性,并强调其在创造更高效和可持续的太阳能技术方面的重要作用。
在室温下制备 p 型氧化锡 (SnO) 薄膜对传统方法提出了重大挑战,这主要是由于 SnO 的电各向异性和亚稳态。由于这种各向异性,在 SnO 中产生具有最佳迁移率的有效空穴载流子需要细致的热退火,但这受到 SnO 亚稳态的制约。在这项工作中,我们采用离子束辅助沉积 (IBAD) 在室温下制备 p 型 SnO 薄膜。这些薄膜具有纳米晶结构,表现出良好的电学性能,霍尔迁移率为 2.67 cm2V-1s-1,空穴浓度为 5.94×1017cm-3,尤其是无需退火处理。我们的研究揭示了霍尔迁移率和载流子浓度随 IBAD 过程中氩气流量变化而呈现的独特火山形趋势。这种关系与薄膜的光学性质、结构相和化学状态的变化相关,对于理解室温制备的 SnO 薄膜中 p 型导电性的起源至关重要——这一主题在当前文献中仍未得到解决。我们观察到迁移率增强与晶格无序性降低之间存在直接相关性,而空穴载流子浓度增加与氧间隙形成之间存在很强的相关性。我们还强调,中间相组成在确定 SnO 薄膜的无序程度方面起着至关重要的作用,这对于创建传输路径和空穴载流子形成所需的氧环境至关重要。这些见解有助于指导室温制备的 p 型 SnO 薄膜的设计和表征,从而推动大面积柔性电子领域的进步。