摘要:近年来,硅 (Si) 基肖特基结光电极在光电化学 (PEC) 水分解中引起了广泛关注。要实现高效的 Si 基肖特基结光电极,关键挑战是使光电极不仅具有较高的肖特基势垒高度 (SBH) 以得到高光电压,而且还要确保高效的电荷传输。在本文中,我们提出并展示了一种通过金属硅化结合掺杂剂偏析 (DS) 来制造高性能 NiSi/n-Si 肖特基结光阳极的策略。金属硅化产生的光阳极具有高质量的 NiSi/Si 界面而没有无序的 SiO 2 层,从而确保了高效的电荷传输,从而使光阳极获得了 33 mA cm − 2 的高饱和光电流密度。随后的 DS 通过在 NiSi/n-Si 界面引入电偶极子,使光阳极具有 0.94 eV 的高 SBH。结果,实现了 1.03 V vs RHE 的高光电压和有利的起始电位。此外,NiSi 的强碱性腐蚀抗性还使光阳极在 1 M KOH 中的 PEC 操作期间具有高稳定性。我们的工作提供了一种通用策略来制造金属-硅化物/Si 肖特基结光电极,以实现高性能 PEC 水分解。关键词:硅、金属硅化、掺杂剂偏析、光阳极、水分解■ 介绍
图2。原始石墨烯(C 54,第一行)的电子结构(总DOS),并研究了硼氧化的石墨素C 54- n B n(底部三行)。分别显示硼掺杂原子的P状态(如果C 52 B 2,则两个B原子的P状态重叠)。为了清楚起见,所有总DOS图均除以5。费米级(虚线,黑线)设置为0。
作者的完整列表:萨斯加,1月;加州大学戴维斯分校,尼古拉的化学Shevchenko;加州大学戴维斯(UC Davis),化学Gonel,Goktug;加州大学戴维斯分校,Zaira化学工程贝德拉·瓦尔迪斯(Bedolla Valdez);加州大学戴维斯分校,雷切尔化学工程系;加州大学戴维斯分校,化学工程与材料科学Moule,亚当;加州大学戴维斯分校,化学工程和材料科学马斯卡,马克; UC Davis,化学
组件[3,4],但是SI光源的发展远远落后于其他组件[5-8]。组IV材料的间接带隙性质使它们效率低下,因为它们是泵送的发光来源[9],而III – V QD激光器在直接在SI底物上生长的III – V QD激光器对实现高效率和低成本显示出希望。由于自组装QD的三维量子限制,INAS/GAAS QD激光器,这些激光器以低阈值电流密度[4、10-12]呈现出较高的性能[4、10-12],并且对基于SI的PICS的温度和缺陷高度耐受性[13]受到了极大的关注[14-20]。然而,由于载体对较高状态和/或屏障状态的热激发,QD激光器的性能不足理论理想[21-24]。尽管电荷中立性可能
摘要:高接触电阻一直是开发高性能过渡金属二硫属化物 (TMD) 基 p 型晶体管的瓶颈。我们报道了简并掺杂的少层 WSe 2 晶体管,其接触电阻低至 0.23 ± 0.07 k Ω·μ m/接触,其使用氯化铂 (IV) (PtCl 4 ) 作为 p 型掺杂剂,该掺杂剂由与互补金属氧化物半导体 (CMOS) 制造工艺兼容的离子组成。栅极长度为 200 nm 的顶栅器件表现出良好的开关行为,这意味着掺杂剂扩散到栅极堆栈中并不显著。这些器件在空气中放置 86 天后未进行任何封装,同时在 78 K 温度下保持简并掺杂状态,且压力低于 10 − 5 Torr,突显了掺杂剂的稳定性。所提出的方法阐明了对具有减薄肖特基势垒宽度的晶体管进行图案掺杂以获得低接触电阻器件的高稳定性方法的可用性。关键词:二硒化钨、电荷转移掺杂、场效应晶体管、二维材料、高稳定性
化学掺杂是控制分子半导体电子特性(包括其电导率和功函数)的关键过程。n 型掺杂聚合物的一个常见限制是在环境条件下不稳定性,这限制了 n 型掺杂聚合物的特性分析和器件应用。在本研究中,在以萘二酰亚胺和苝二酰亚胺为基础的主链的聚合物半导体薄膜上进行了用有机金属掺杂剂的顺序 n 型掺杂。(RuCp*Mes)2,{Cp* = 五甲基环戊二烯基;Mes = 1,3,5-三甲基苯} 实现了中等环境稳定性,这与简单的单电子还原剂二茂钴获得的不稳定 n 型掺杂状态形成鲜明对比。(RuCp*Mes)2 的高度阴极有效氧化还原电位约为。 − 2.0 V vs 二茂铁,抑制了空气中的反向电子转移反应和随后的掺杂剂损失,从而产生了观察到的空气稳定性。它还允许将苝二酰亚胺基聚合物还原到重复单元主要是双离子的状态。光电子测量表明,重掺杂聚合物的电离电位约为 3.9 eV。我们的研究结果表明,用 (RuCp*Mes) 2 进行化学掺杂是生产高稳定性、n 掺杂共轭聚合物的有效方法。
根本性设计变革半导体通常是通过深度扩散工艺制成的,该工艺将掺杂剂(元素杂质)引入硅晶片的晶格中。掺杂剂将晶片转变为能够有效导电的器件。掺杂剂类型决定了每个半导体区域的导电特性:N 型掺杂剂(如磷)产生负电荷载流子区域,而 P 型掺杂剂(如硼)产生正电荷载流子区域。DSRD 还包含轻掺杂的本征区域。这个高温区域夹在 N 型半导体和 P 型半导体之间,半导体中的电传导主要由价带和导带之间的激发电子决定。控制掺杂剂的分布和每个半导体层的厚度对于确保最终器件的最佳性能至关重要。然而,多年来用于生产第一代 DSRD 的扩散工艺繁琐、耗时且成本高昂,使得很难根据需求调整制造时间表。 “掺杂剂扩散是一种标准的半导体制造工艺,但就 DSRD 而言,该工艺既无法得到很好的控制,也无法大规模生产,”MED 工程师、外延 DSRD 团队成员 Sara Harrison 说道。掺杂剂深入硅中所需的扩散过程可能长达一周以上,整个过程
在GAA中仅引入少数BI或N的原子百分比对材料的带隙有很大影响。特异性BI掺杂的GAA显示了光电应用中本地带隙工程的潜力。由于应变效应,将BI和N掺入GAA中很困难。在这项工作中,我们研究了这些掺杂剂在原子量表上的排序,以便更好地了解宿主晶格中这些掺杂剂的行为。横截面扫描隧道显微镜(X-STM)用于在GAAS矩阵中找到BI和N掺杂剂的确切位置,从而使我们能够研究其最近的邻居对出现和对相关函数。在短范围(1-2 nm)上发现了BI掺杂剂之间的有吸引力的相互作用,并且在N掺杂剂之间观察到了相似的效果。我们发现BI和N掺杂剂之间具有相似长度尺度的排斥相互作用。在BI-N最近的邻居对中发现了类似的排斥。密度功能理论(DFT)用于计算不同的邻居对能量,并将这些结果测试到实验对的情况下。从实验和理论结果得出的结论是,生长条件和n包含会极大地影响GAA中的BI分布。
聚合物也已成为有机热电学的潜在候选物,[7,8]有可能提供柔性,大面积和低成本的能源产生或加热 - 可吸引人的应用,例如,可穿戴能量收获,目前是传统的脆性和通常的毒性或稀有毒性或稀有层次的材料,这些材料目前是不可能的。ther- moelectric材料通过优异ZT = S2σT /κ的无量纲数进行评估,其中S,σ,T和κ分别代表塞贝克系数,电气有效性,绝对温度和热电导率。大多数连接的聚合物的特征是低κ值,从本质上有助于高ZT。通过P型共轭聚合物(例如ZT> 0.25)(PEDOT)(PEDOT)(pEDOT)等最广泛的热电研究证实了这一点。[9,10] P型和N型热电材料的性能应在任何实际应用之前彼此配对。ever,基于N型共轭聚合物的热电设备在功率因数方面仍然远低于其P型对应物(s2σ)。[11,12]因此,有效的发展