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采用半导体荧光粉的特殊用途发光二极管技术
制备了不同发光波长的半导体量子点材料,设计,优化和制造了应用于航天电子信息显示领域的基于薄膜量子点器件结构的夜视兼容性LED;同时也设计,优化和制造应用于航天电子信息显示领域的基于集成量子点荧光粉-氮化镓单晶蓝光LED器件结构的夜视兼容性LED。通过控制器件的光谱输出,成功地制备出适用于飞机驾驶舱的半导体器件,该器件可直接用于飞机驾驶舱,无需再使用滤光片,并完成了对其性能的评估。同时基于半导体量子点材料制备出了用于NBI内窥镜成像的多光谱通道半导体荧光粉LED阵列。完成对NBI内窥镜成像的多光谱通道半导体荧光粉LED阵列的初步光电测量。此外,分析影响LED发光功率及效率的因素,优化设计的器件结构,探索提高特殊用途效率的方法。优化器件的工艺制作流程,提高器件参数的一致性、均一性。
上海理工大学 2021-04-13
基于二维半导体材料的电荷超注入存储器及其制备方法
本发明属于半导体存储器技术领域,具体为一种基于二维半导体材料的电荷超注入存储器及其制备方法。本发明通过存储叠层能带设计,在实现闪存的非易失性存储特性;通过横向电场设计以及器件的仿真模拟设计,利用二维半导体材料的原子级薄层特性,显著增强最大横向电场从而提升电荷的注入效率,实现存储器中电荷的超注入机制,进而实现闪存的亚纳秒编程。本发明存储器在维持十年数据保持能力的同时,大幅提升了电荷注入效率,将编程速度提升至亚纳秒,为解决电荷存储领域超快编程和长保持时间无法共存的重大挑战提供新的解决方案。
复旦大学 2021-01-12
氧化石墨烯敏化半导体气敏材料及其特异性检测
氧化石墨烯具有独特的二维结构、丰富的表面官能团及P型半导体性质。通过氧化石墨烯与ZnO纳米片及SnO2纳米纤维进行复合,大幅度提升了其对丙酮、甲醛等特异性气体检测。其敏感性能的提升归因于氧化石墨烯和半导体材料二者的协同效应。相关研究解决了现有技术中的半导体气体传感器检测限和选择性较低的问题。
上海理工大学 2021-01-12
密封真空光纤馈通法兰真空室导光半导体和薄膜处理应用
北京锦正茂科技有限公司 2022-01-25
金属氧化物半导体基等离激元学研究取得突破性进展
在传统贵金属(金、银等)之外发掘出具有高性能等离激元效应的非金属新材料,是当前等离激元学基础研究及应用研发的一个热点与难点。金属氧化物半导体材料具有丰富可调的光、电、热、磁等性质,对其采取氢化处理可有效修饰其电子结构,从而获得丰富可调的等离激元效应;此处的一个关键性挑战在于如何显著提高金属氧化物半导体材料内禀的低自由载流子浓度。基于该研究团队新近发展的、理论模拟计算指导下的电子-质子协同掺氢策略,在本工作中研究人员采用简便易行的金属-酸溶液原位联合处理方法实现了金属氧化物MoO3半导体材料在温和条件下的可控加氢(即实现了“本征半导体→准金属”的可控相变),从而突破性地大幅提升了该材料中的自由载流子浓度。研究表明,氢化后的MoO3材料中自由电子浓度与贵金属相当(譬如H1.68MoO3:~1021cm-3;Au/Ag:~1022cm-3),这使得该材料的等离激元共振响应从近红外区移至可见光区,且兼具强增益及可调性。结合第一性原理模拟计算和以超快光谱为主的多种物性表征,研究人员进一步揭示出该协同掺氢所导致的准金属能带结构及相应的等离激元动力学性质。作为效果验证,研究人员在一系列表面增强拉曼光谱(SERS)实验中证实该材料表面等离激元局域强场可使吸附的罗丹明6G染料分子的SERS增强因子高达1.1×107(相较于一般半导体的104⁓5和贵金属的107⁓8),检测灵敏限低至纳摩量级(1×10-9mol L-1)。 这项工作创新性地发展出一种调控非金属半导体材料系统中自由载流子浓度的一般性策略,不仅低成本地实现了具有强且可调的等离激元效应的准金属相材料,而且显著地拓宽了半导体材料物化性质的可变范围,为新型金属氧化物功能材料的设计提供了崭新的思路和指导。
中国科学技术大学 2021-02-01
金属氧化物半导体基等离激元学研究取得突破性进展
项目成果/简介:在传统贵金属(金、银等)之外发掘出具有高性能等离激元效应的非金属新材料,是当前等离激元学基础研究及应用研发的一个热点与难点。金属氧化物半导体材料具有丰富可调的光、电、热、磁等性质,对其采取氢化处理可有效修饰其电子结构,从而获得丰富可调的等离激元效应;此处的一个关键性挑战在于如何显著提高金属氧化物半导体材料内禀的低自由载流子浓度。基于该研究团队新近发展的、理论模拟计算指导下的电子-质子协同掺氢策略,在本工作中研究人员采用简便易行的金属-酸溶液原位联合处理方法实现了金属氧化物MoO3半导体材料在温和条件下的可控加氢(即实现了“本征半导体→准金属”的可控相变),从而突破性地大幅提升了该材料中的自由载流子浓度。研究表明,氢化后的MoO3材料中自由电子浓度与贵金属相当(譬如H1.68MoO3:~1021cm-3;Au/Ag:~1022cm-3),这使得该材料的等离激元共振响应从近红外区移至可见光区,且兼具强增益及可调性。结合第一性原理模拟计算和以超快光谱为主的多种物性表征,研究人员进一步揭示出该协同掺氢所导致的准金属能带结构及相应的等离激元动力学性质。作为效果验证,研究人员在一系列表面增强拉曼光谱(SERS)实验中证实该材料表面等离激元局域强场可使吸附的罗丹明6G染料分子的SERS增强因子高达1.1×107(相较于一般半导体的104⁓5和贵金属的107⁓8),检测灵敏限低至纳摩量级(1×10-9mol L-1)。 这项工作创新性地发展出一种调控非金属半导体材料系统中自由载流子浓度的一般性策略,不仅低成本地实现了具有强且可调的等离激元效应的准金属相材料,而且显著地拓宽了半导体材料物化性质的可变范围,为新型金属氧化物功能材料的设计提供了崭新的思路和指导。
中国科学技术大学 2021-04-11
III-V族半导体合金体系热、动力学计算机辅助分析系统
III-V族半导体合金体系热、动力学计算机辅助分析系统建立并完善了含Al-Ga-In-N-P-As-Sb-C-H等多元体系的III-V族合金化合物半导体热力学数据库,使之成为当前国际上数据资源相对丰富、可靠程度高的专业型数据库。在此基础上,应用该计算机辅助分析系统,可采用统一的成分空间表达方式,将覆盖四元半导体整个成分空间的光电性能(能量间隙或波长)、与相应衬底匹配的成分条件、以及各种温度下发生溶解间隙的成分范围,投影于一平面,构成III-V族半导体体系综合优化图,用以对金属有机物气相外延工艺进行辅助分析、确定满足优质半导体生长的成分空间、预测外延层半导体的成分等。同时,该系统还发展了非平衡过程分析研究方法:亚稳平衡处理、条件平衡处理和不可逆过程分析处理等,这些方法有助于III-V族半导体液相外延、气相外延和金属有机物气相外延工艺过程的热力学分析。 该项目面向光电子材料和器件的研制与生产 III-V族半导体合金体系热、动力学计算机辅助分析系统,目前主要是作为应用研究,服务于有关光电子材料和器件的研制与生产过程中工艺条件的辅助设计,以促进III-V族半导体液相外延、气相外延和金属有机物气相外延工艺逐步从经验设计迈向科学设计,在相关领域的高技术产业化方面起积极作用。 Al-Ga-In-N-P-As-Sb-C-H等多元体系的III-V族合金化合物半导体热力学数据库;瑞典皇家工学院Thermo-Calc相平衡热力学计算软件。
北京科技大学 2021-04-11
加工第三代半导体晶片光电化学机械抛光技术
第三代半导体氮化镓和碳化硅因其禁带宽、稳定性好等优点,已广泛应用于电子和光电子等领域。各种氮化镓和碳化硅基器件是5G技术中的关键器件。将半导体晶片制成器件,其中的一个关键加工步骤是晶片表面的抛光。然而,氮化镓和碳化硅的化学性质极其惰性,半导体工业目前常用的化学机械抛光方法无法对其实现高效加工。对此,我们从原理上创新发展了一种光电化学机械抛光技术,不仅可快速加工各种化学惰性半导体晶片(如:加工氮化镓的材料去除速率可达1.2 μm/h,比目前的化学机械抛光的高约10倍),而且可加工出原子台阶结构的平滑表面。设备简单,技术具有完全的自主知识产权。
厦门大学 2021-04-10
智能网联车载激光雷达用小型化高性能半导体激光器
本项目利用一种新型结构独特的兼具准直和选频功能的混合菲涅尔透镜衍射光栅光学元件来实现一种小型集成化、窄线宽的半导体激光器。结合混合菲涅尔透镜衍射光栅光学元件外腔技术,使激光线宽小于50 kHz水平,实现微型化的厘米长度的窄线宽相干激光光源的批量制备。
北京大学 2021-02-01
解析超高迁移率层状Bi2O2Se半导体的电子结构
超高迁移率层状Bi2O2Se半导体的电子结构及表面特性。首先使用改良的布里奇曼方法得到高质量的层状Bi2O2Se半导体单晶块材,其低温2 K下霍尔迁移率可高达~2.8*105 cm2/Vs(可与最好的石墨烯和量子阱中二维电子气迁移率相比),并观测到显著的舒布尼科夫-德哈斯量子振荡。随后,在超高真空条件下,研究组对所得Bi2O2Se单晶块材进行原位解理,并利用同步辐射光源角分辨光电子能谱(ARPES)获得了非电中性层状Bi2O2Se半导体完整的电子能带结构信息,测得了电子有效质量(~0.14 m0)、费米速度(~1.69*106 m/s,约光速的1/180)及禁带宽度(~0.8 eV)等关键物理参量。
北京大学 2021-04-11
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