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GaN能带计算及带隙随温度变化的研究

GaN能带计算及带隙随温度变化的研究

作者：张熬南京大学

学位级别：硕士

第三代宽禁带半导体的兴起推动了半导体技术的巨大进步,促进了半导体光电器件行业的繁荣发展。相比前两代半导体,第三代半导体的禁带宽度横跨0.7eV-6.2eV,覆盖了整个可见光波段,因而被广泛应用在固态照明领域。近些年来,半导体光电器件... 详细信息

第三代宽禁带半导体的兴起推动了半导体技术的巨大进步,促进了半导体光电器件行业的繁荣发展。相比前两代半导体,第三代半导体的禁带宽度横跨0.7eV-6.2eV,覆盖了整个可见光波段,因而被广泛应用在固态照明领域。近些年来,半导体光电器件常常工作在比较大的温度范围,这就要求我们必须了解半导体材料能带结构随温度变化的物理机制。此外,不同类型的掺杂是改善半导体光电性质,增强光电器件性能表现的有效手段。我们有必要了解不同元素不同浓度掺杂对半导体的性质影响。以GaN为例,本文将利用第一性原理通过计算来探究对比本征和不同浓度的n型掺杂(Si掺)、p型掺杂(Mg掺)在能带结构、态密度、光学性质的变化,为之后的本征、p型掺杂和n型掺杂GaN样品的光谱研究做好理论支撑。本文对制备的两个纤锌矿GaN(u型和n型)样品做变温PL研究,着重探究了高质量非掺GaN样品的禁带宽度与温度的变化关系。得到以下结论:1.局域密度近似(Local Density Approximation,LDA)交换关联函数和模守恒赝势在对本征GaN的第一型原理计算研究中展现出最好的几何优化效果。Ga元素的3d、4s、4p轨道,N元素的2s、2p轨道对纤锌矿GaN的态密度都具有贡献。其中,价带顶的态密度主要有N元素2p轨道和少许Ga元素4p轨道的贡献。GaN的折射率在光子能量5.07eV和16.35eV分别达到最大和最小值,消光系数在11.75eV达到最大值;其反射系数和吸收系数分别在13.65eV和13.15eV达到最大值。2.1)Si掺杂的GaN晶格常数a和c随着掺杂浓度的提高减小。掺杂的Si元素的3s、3p轨道将对GaN态密度做出贡献。随着浓度提高,3s、3p轨道向导带顶的更高能量贡献态密度拓宽了导带,同时3p轨道在导带底下方贡献的态密度将引入施主能级。2)Mg掺杂的GaN晶格常数a和c随着掺杂浓度的提高增大。掺杂的Mg元素的3s、2p轨道将对GaN态密度做出贡献。随着浓度提高,Mg元素的2p轨道将逐渐对受主能级的引入做出更多的贡献。3.1)Varshni模型忽视声子机制,与真实物理不符。该模型在低温区低估了GaN带隙对温度的依赖,表现出拟合偏大的系统偏差。随温度的提高,模型对GaN带隙温度依赖性的过高判断会越来越偏离实际,呈现出越来越大的误差。2)Bose-Einstein模型的理论出发点具有一定的物理依据,但模型的简单数学形式在低温区对GaN带隙温度依赖性的判断偏强,拟合表现出系统偏小的趋势。在研究的温度范围内,该模型对GaN带隙温度依赖性判断不稳定,表现出反复变化的系统偏差。4.基于能带收缩物理机制的模型可以灵活地利用电子声子谱函数f(∈)对GaN体系的电子和声子关系进行描述。线性函数形式电子声子谱函数和幂次函数形式电子声子谱函数对GaN态密度的假设都不符实际,所以线性模型和幂次模型推断的影响GaN带隙温度依赖的主要声子的能量超出GaN的声子谱能量范围。δ模型对GaN带隙的温度依赖数学近似很好,但是因为它对GaN态密度的数学近似过于简单,我们认为它做出的GaN中声学声子主要影响带隙温度依赖的结论不可信。5.组合模型与二声子模型(多声子模型)考虑GaN声子谱分布特点,对GaN态密度做出了复合实际的详细数学近似。他们对GaN带隙随温度变化的数学估计以及哪种声子主要影响带隙温度依赖的判断最为准确。我们可以看到本征GaN中光学声子对带隙随温度变化做出了主要的贡献。

关键词：第一性原理 GaN 能带结构态密度光学性质变温PL光谱温度依赖

中国科技金融资源配置效率对绿色技术创新的影响研究

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中国科技金融资源配置效率对绿色技术创新的影响研究

作者：张熬乾华北水利水电大学

学位级别：硕士

近年来,随着金融服务的不断创新、科技实力的不断增强、环境规制的不断严峻,我国整体的市场体系结构、技术创新高度以及绿色生态环境都得到了进一步发展和提升。但目前,深化实体经济的动力依然不足、金融与科技融合的效果依然欠佳、绿... 详细信息

近年来,随着金融服务的不断创新、科技实力的不断增强、环境规制的不断严峻,我国整体的市场体系结构、技术创新高度以及绿色生态环境都得到了进一步发展和提升。但目前,深化实体经济的动力依然不足、金融与科技融合的效果依然欠佳、绿色生态格局的构建依然缓慢,金融资源配置与科技创新发展也面临着十分严峻的考验。在新常态、新目标、新矛盾的要求下,发展科技金融,合理配置其相关资源,引导技术创新向更加绿色、更加高效的方向发展和突破是当务之急。为深入探究科技金融资源配置效率与绿色技术创新的相关关系,本文以国内外研究为基础,以相关经济理论为指导,定义了科技金融及其资源,探究了科技金融的体系,深入分析了科技金融资源配置效率对绿色技术创新的影响机制,采用了三阶段DEA估计法对2009—2018年全国31省市科技金融资源配置效率进行测度和分析,并在此基础上,采用动态面板的系统GMM法实证分析了其对绿色技术创新的相关影响,最后从区域差异和时间差异的视角丰富和检验了实证结果。通过以上分析和探究,得到如下结论:(1)中国科技金融资源配置效率尚有较大的提升空间,而华中、西北地区的科技金融效率值明显偏低,其中规模效率低下是制约科技金融综合效率提高的深层原因。(2)科技金融资源配置效率的提高可以有效改善企业的绿色工艺创新,却无法提高企业绿色产品创新水平,但综合来看,其对绿色技术创新依然表现为正向促进作用。(3)西南、西北区域科技金融资源配置效率对绿色技术创新的影响呈现出明显的反向作用,其中西北地区的作用效果更加突出,而其他四个区域则表明为不同程度的正向促进作用。(4)在科技金融发展前期,金融市场资金的投入无法改善企业整体的绿色技术创新水平,但在发展后期,科技金融资源配置效率对绿色产品创新的负向影响正在逐渐减弱,科技金融深度融合所带来技术和产品革新的多元好处正在逐渐显现。

关键词：科技金融资源配置效率三阶段DEA 绿色技术创新系统GMM

利率市场化、银行多元化经营与流动性风险——基于动态面板的实证分析

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江西财经大学学报 2020年第4期 15-26页

作者：张国兴张熬乾徐澈华北水利水电大学管理与经济学院河南郑州450046

基于2008—2017年40家商业银行数据,采用动态面板系统GMM方法,实证检验了利率市场化、银行多元化经营对其流动性风险的影响。研究发现,传统、非传统业务多元化都能够降低银行的流动性风险,其中传统业务多元化的作用效果更显著,且在国有... 详细信息

基于2008—2017年40家商业银行数据,采用动态面板系统GMM方法,实证检验了利率市场化、银行多元化经营对其流动性风险的影响。研究发现,传统、非传统业务多元化都能够降低银行的流动性风险,其中传统业务多元化的作用效果更显著,且在国有银行中表现最为突出;在利率市场化进程中,国有银行、股份制银行的多元化效应得到了增强,但城市商业银行的多元化效应明显减弱,流动性风险水平提高;此外,在利率市场化后期,非传统业务多元化进一步降低了银行的流动性风险水平,而继续扩大存贷业务,却会削弱传统业务多元化对银行流动性风险的积极作用。

关键词：利率市场化多元化经营流动性风险

前馈控制在ICU机械通气呼吸机相关性肺炎风险管理中的应用

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青岛医药卫生 2023年第2期55卷 137-140页

作者：张熬存河南省濮阳市油田总医院急诊监护室河南濮阳457000

目的探讨前馈控制在ICU机械通气呼吸机相关性肺炎(Ventilator-associated pneumonia,VAP)风险管理中的应用。方法选择2021年5月至2022年5月本院收治的ICU机械通气VAP患者104例,随机分为对照组和观察组各52例。对照组行常规护理干预,观... 详细信息

目的探讨前馈控制在ICU机械通气呼吸机相关性肺炎(Ventilator-associated pneumonia,VAP)风险管理中的应用。方法选择2021年5月至2022年5月本院收治的ICU机械通气VAP患者104例,随机分为对照组和观察组各52例。对照组行常规护理干预,观察组在对照组基础上行前馈控制护理,两组均干预7d。观察两组临床效果。结果观察组WBC低于对照组,气管拔除及住院时间均短于对照组(P<0.05)。7d后,观察组PaO_(2)、SaO_(2)、TP、ALB、TRF及GCQ各指标评分均高于对照组,PaCO_(2)低于对照组(P<0.05)。结论在ICU机械通气VAP风险管理中应用前馈控制,可有效改善患者各临床指标及血气指标水平,调节营养指标,提高心理舒适度。

关键词：呼吸机相关性肺炎重症监护室前馈控制风险管理

乳液共混法高岭石/乳聚丁苯橡胶复合材料的絮凝和性能研究

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橡胶工业 2020年第10期67卷 745-752页

作者：张熬亢浪浪张印民丁大千张永锋内蒙古工业大学化工学院内蒙古呼和浩特010051

采用乳液共混法制备高岭石/乳聚丁苯橡胶(ESBR)复合材料,研究絮凝剂种类、絮凝剂质量分数和絮凝剂滴加速度对复合材料硫化特性、门尼粘度和力学性能的影响。结果表明:在复合材料絮凝过程中,絮凝剂Al2(SO4)3和KAl(SO4)2电位中和形成的橡... 详细信息

采用乳液共混法制备高岭石/乳聚丁苯橡胶(ESBR)复合材料,研究絮凝剂种类、絮凝剂质量分数和絮凝剂滴加速度对复合材料硫化特性、门尼粘度和力学性能的影响。结果表明:在复合材料絮凝过程中,絮凝剂Al2(SO4)3和KAl(SO4)2电位中和形成的橡胶微粒间排斥力较大,橡胶微粒团聚后形成的胶粒较小且均匀,Al2(SO4)3和KAl(SO4)2质量分数分别为0.050和0.100、滴加速度分别为3和6 mL·min-1时,复合材料的交联程度较高,有效链平均分子质量较小,力学性能较好;在Al2(SO4)3和KAl(SO4)2絮凝的复合材料中高岭石的片层剥离程度较高,分散较均匀,高岭石与橡胶基体形成较强的界面作用。

关键词：高岭石乳聚丁苯橡胶复合材料乳液共混法絮凝力学性能

基于“五位协同”的高校应用经济学研究生培养模式改革探讨

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黑龙江教育（高教研究与评估） 2021年第8期 76-78页

作者：张国兴何慧爽张熬乾华北水利水电大学管理与经济学院河南郑州450046 华北水利水电大学河南郑州450046

新时期下,应用经济学学科发展迎来了新的机遇和挑战,探讨高质量、深层次的研究生培养模式改革路径是高等教育教学面临的核心问题。文章提出基于培养方案、师资机制、课程模式、实践基地、人才队伍"五位协同"的应用经济学研究生培养模式... 详细信息

新时期下,应用经济学学科发展迎来了新的机遇和挑战,探讨高质量、深层次的研究生培养模式改革路径是高等教育教学面临的核心问题。文章提出基于培养方案、师资机制、课程模式、实践基地、人才队伍"五位协同"的应用经济学研究生培养模式改革路径,为满足地区经济社会发展需要、完善和深化研究生人才培养机制提供决策参考。

关键词：五位协同应用经济学研究生培养

高岭石粒度对其晶体结构和热演化行为的影响研究

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硅酸盐通报 2019年第12期38卷 3964-3971页

作者：张熬亢浪浪张印民丁大千张永锋内蒙古工业大学化工学院

以内蒙古清水河地区高岭石为原料,利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD),傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR),拉曼光谱(Raman spectroscopy),扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)和热重-差热(TG-DTG)对不同粒度高岭石的晶体结构参数、微观形貌和热演化行为进行了研究。结果表明:随着高岭石颗粒粒度的减小,高岭石的结晶度指数(HI)降低,晶体缺陷敏感度(R2)增加,高岭石样品从有序形态逐渐演化为无序形态,晶体结构的缺陷增加;在红外光谱和拉曼光谱中,3670. 0 cm-1吸收峰的强度逐渐增强,而938. 3 cm-1和913. 6 cm-1Al-OH的弯曲振动峰强度逐渐减弱,显示高岭石的结构缺陷程度增大;微观形貌显示高岭石的片层结构随着颗粒粒度的降低逐渐松散,片层间显示出边缘面或边缘-边缘的接触;随着颗粒粒径的减小,比表面积增大,单位时间内能量的传递速率提高,使得高岭石的脱羟基失重呈现增加的趋势,同时,最大失重速率温度逐渐降低。

关键词：高岭石粒度晶体结构热演化

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GaN三角脊光场分布研究

光电子技术 2019年第4期39卷 232-237页

作者：葛成陈鹏周婧李一萌杨云飞冒小康张熬施毅张荣郑有炓南京大学电子科学与工程学院江苏省光电功能材料重点实验室南京210093 南京大学扬州光电研究院江苏扬州225009

使用时域有限差分法(FDTD)研究了蓝宝石衬底上的GaN三角脊的光学特性。分析了不同顶角角度的GaN三角脊的截面光场分布,结果表明,三角脊结构可以有效地使光聚集在顶部。分析了不同顶角角度下GaN三角脊的截面电场强度的最大值,结果表明,... 详细信息

使用时域有限差分法(FDTD)研究了蓝宝石衬底上的GaN三角脊的光学特性。分析了不同顶角角度的GaN三角脊的截面光场分布,结果表明,三角脊结构可以有效地使光聚集在顶部。分析了不同顶角角度下GaN三角脊的截面电场强度的最大值,结果表明,随着顶角角度的增大,其最大电场强度先逐渐增大后趋于小幅振荡。当其顶角角度较小时,仅在三角脊尖端处产生一个光场极大值区域,随着顶角角度的增大,在脊顶部会产生多个极大值区域。分析了GaN三角脊中量子阱层附近的光场分布,结果表明,随着顶角角度的增加,量子阱层附近的平均电场强度先基本不变后振荡增加,量子阱层附近的光场由均匀分布逐渐趋于不均匀分布。从研究中发现,当顶角角度处于40度至60度时,量子阱与光子耦合作用更强,这为基于GaN三角脊的高光子密度器件提供了器件设计的理论基础。

关键词：氮化镓三角脊时域有限差分法(FDTD) 电场强度

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半导体的禁带宽度与温度关系研究

光电子技术 2019年第3期39卷 160-167页

作者：张熬陈鹏周婧李一萌杨云飞冒小康葛成施毅张荣郑有炓南京大学电子科学与工程学院江苏省光电功能材料重点实验室南京210093 南京大学扬州光电研究院江苏扬州225009

半导体禁带宽度Eg与温度的依赖关系Eg(T)是一个基础的理论课题,对材料特性的认识具有极其重要的意义。目前,对不同半导体材料的Eg(T)研究存在多种半经验的理论模型,尚未形成定论,所以该课题仍然是一个基础研究的热点。文章梳理了近几十... 详细信息

半导体禁带宽度Eg与温度的依赖关系Eg(T)是一个基础的理论课题,对材料特性的认识具有极其重要的意义。目前,对不同半导体材料的Eg(T)研究存在多种半经验的理论模型,尚未形成定论,所以该课题仍然是一个基础研究的热点。文章梳理了近几十年来Eg(T)分析模型的发展历程,分析了Varshni模型以及基于晶格振动和电子声子作用发展出的四个半经验模型的优缺点,提出了新的问题,对Eg(T)研究的进一步发展以及基于声子特性改善光电子器件性能具有指导意义。

关键词：带隙温度依赖 Varshni模型能带收缩声子色散声子特性热导率迁移率