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表面等离子共振热电子注入机理及在光催化与光电催化应用中的研究进展

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应用化学 2018年第8期35卷 890-901页

作者：刘佳潘容容张二欢李岳美刘佳佳徐萌戎宏盼陈文星张加涛北京理工大学材料学院结构可控先进功能材料与绿色应用北京市重点实验室北京100081

由于金属纳米晶表面等离子共振产生的热电子效应,金属/半导体异质纳米晶的可控合成对于增强半导体光催化与光电催化性能具有显著的促进作用。本综述阐述了热电子产生与驰豫的微观机制,探讨了影响热电子在金属-半导体异质纳米晶中界面传... 详细信息

由于金属纳米晶表面等离子共振产生的热电子效应,金属/半导体异质纳米晶的可控合成对于增强半导体光催化与光电催化性能具有显著的促进作用。本综述阐述了热电子产生与驰豫的微观机制,探讨了影响热电子在金属-半导体异质纳米晶中界面传递效率的关键因素及异质界面调控合成的重要性,简要介绍了热电子注入效应在光催化与光电催化制备太阳能燃料研究中的应用进展,分析了目前存在的主要问题并对该领域未来的发展趋势进行了展望。

关键词：金属/半导体异质纳米晶表面等离子共振光催化光电催化热电子注入

基于KPFM的等离子体热电子注入的定量研究

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基于KPFM的等离子体热电子注入的定量研究

作者：冯凯太原理工大学

学位级别：硕士

等离子体光催化是将金属纳米粒子与半导体材料复合在一起形成的光催化体系,可以同时吸收太阳光中的紫外光与可见光,显著拓宽了传统光催化材料(TiO)的光响应波段,极大提高了光催化效率。热电子的产生和注入是等离子光催化的重要环节,研... 详细信息

等离子体光催化是将金属纳米粒子与半导体材料复合在一起形成的光催化体系,可以同时吸收太阳光中的紫外光与可见光,显著拓宽了传统光催化材料(TiO)的光响应波段,极大提高了光催化效率。热电子的产生和注入是等离子光催化的重要环节,研究金属半导体之间的热电子的产生和转移过程对光催化效率的提高具有十分重要的意义。本论文通过光化学还原法制备了Au颗粒尺寸大约为60 nm的Au-TiO,利用开尔文探针力显微镜(KPFM)测量了不同光照情况下的Au-TiO的表面电势,通过比较Au颗粒与TiO薄膜表面电势差,研究了Au-TiO交界处的热电子转移情况。具体工作如下:首先,以高定向热解石墨(HOPG)为标准样品研究了滤波器阶数、灵敏度和驱动电压对表面电势测量的影响,优化了实验中KPFM的测量参数。其次,通过光化学还原法制备了Au-TiO样品,利用扫描电子显微镜(SEM),原子力显微镜(AFM)和紫外-可见分光光度计对样本进行了表征;同时利用KPFM比较了Au-TiO在紫外和可见光下的表面电势,得到了热电子迁移的定性规律。最后,利用KPFM测量了不同光照条件下Au-TiO的表面电势,发现Au纳米颗粒的表面电势与其吸收光谱具有相同的变化趋势;基于肖特基结太阳能电池理论,建立了表面电势与光照强度的定量理论模型。该模型能很好地拟合不同波长光照下KPFM测试数据,并得到了热电子的注入效率。本论文的研究为热电子注入效率提供了一种有效的定量测试方法,为等离子体光催化复合材料光电转换效率和光催化效率的提高奠定了基础。

关键词：热电子注入开尔文探针力显微镜表面电势等离子体光催化

从Si到快速热氮化SiO2膜的雪崩热电子注入

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半导体杂志 1990年第2期15卷 6-8页

作者：杨光月陈蒲生

雪崩热电子注入对快速热氮化的SiO_xN_y膜陷阱的影响

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Journal of Semiconductors 1991年第7期12卷 405-411页

作者：陈蒲生杨光有华南理工大学物理系广州510641

本文研究了雪崩热电子注入对快速热氮化的SiO_zN_y膜体内电子陷阱和界面陷阱的影响.结果表明:快速热氮化的SiO_xN_y膜存在着不同类型的陷阱,其陷阱密度悬殊很大.雪崩热电子注入过程中在Si/SiO_xN_y界面上产生两类性质不同的快界面态陷阱... 详细信息

本文研究了雪崩热电子注入对快速热氮化的SiO_zN_y膜体内电子陷阱和界面陷阱的影响.结果表明:快速热氮化的SiO_xN_y膜存在着不同类型的陷阱,其陷阱密度悬殊很大.雪崩热电子注入过程中在Si/SiO_xN_y界面上产生两类性质不同的快界面态陷阱.同时还给出这两种陷阱在禁带中的能级位置,界面态密度随雪崩注入的变化关系.文中并对实验结果进行讨论与分析.

关键词：热电子注入热氮化 SiON膜陷阱

丁胺包裹的CdSe量子点敏化的TiO_2纳米晶薄膜电子转移机制

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中国光学 2015年第3期8卷 428-438页

作者：李正顺岳圆圆张艳霞王岩王雷王海宇吉林大学电子科学与工程学院吉林长春130012 吉林大学物理学院吉林长春130012

利用超快光谱技术系统研究了在丁胺包裹的CdSe量子点敏化的TiO2纳米晶薄膜起始时刻界面间电子转移动力学。与之前的报道不同,该实验结果表明：CdSe量子点经过表面修饰后,两相电子注入机制——热电子和冷电子注入得以被证实,即：电子能... 详细信息

利用超快光谱技术系统研究了在丁胺包裹的CdSe量子点敏化的TiO2纳米晶薄膜起始时刻界面间电子转移动力学。与之前的报道不同,该实验结果表明：CdSe量子点经过表面修饰后,两相电子注入机制——热电子和冷电子注入得以被证实,即：电子能分别从CdSe量子点导带中高的振动能级和导带底转移到TiO2的导带。该机制详细描绘了电子在纳米界面间转移的图景。进一步研究发现：热电子注入的电子耦合强度（3.6±0.1 meV）比弛豫后的基态电子注入高两个数量级,基于Marcus理论,伴随着0.083 eV的重组能,冷电子注入的耦合强度值为-50μeV。

关键词：量子点太阳能电池半导体纳米晶表面修饰 CdSe 热电子注入

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应力导致的薄栅氧化层漏电流瞬态特性研究

物理学报 2001年第9期50卷 1769-1773页

作者：刘红侠郝跃西安电子科技大学微电子研究所西安710071

分别研究了FN隧穿应力和热空穴 (HH)应力导致的薄栅氧化层漏电流瞬态特性 .在这两种应力条件下 ,应力导致的漏电流 (SILC)与时间的关系均服从幂函数关系 ,但是二者的幂指数不同 .热空穴应力导致的漏电流中 ,幂指数明显偏离 - 1,热空穴... 详细信息

分别研究了FN隧穿应力和热空穴 (HH)应力导致的薄栅氧化层漏电流瞬态特性 .在这两种应力条件下 ,应力导致的漏电流 (SILC)与时间的关系均服从幂函数关系 ,但是二者的幂指数不同 .热空穴应力导致的漏电流中 ,幂指数明显偏离 - 1,热空穴应力导致的漏电流具有更加显著的瞬态特性 .研究结果表明 :热空穴SILC机制是由于氧化层空穴的退陷阱效应和正电荷辅助遂穿中心的湮没 .利用热电子注入技术 ,正电荷辅助隧穿电流可被大大地减弱 .

关键词：薄栅氧化层应力导致的漏电流 SILC FN隧穿热空穴应力漏电流瞬态特性幂函数热电子注入 MOS器件量子电动力学

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MOS结构的雪崩热电子界面效应

南京大学学报(自然科学版) 1984年第1期 65-72页

作者：吴凤美郑有炓

本文研究了电子束蒸铝MOS结构的热电子雪崩注入的界面效应。硅表面雪崩产生的热电子注入到SiO2—Si界面,可能产生界面态和界面正电荷,并使Si表面少数载流子寿命减低,致使△VFB—t关系发生倒N形迥转效应。文中还研究了温度和注入电流密... 详细信息

本文研究了电子束蒸铝MOS结构的热电子雪崩注入的界面效应。硅表面雪崩产生的热电子注入到SiO2—Si界面,可能产生界面态和界面正电荷,并使Si表面少数载流子寿命减低,致使△VFB—t关系发生倒N形迥转效应。文中还研究了温度和注入电流密度等对热电子界面效应的影响;选择合适的雪崩注入条件,可降低界面效应。

关键词：热电子注入正电荷阳电荷雪崩 MOS 界面态界面效应

PECVD形成纳米级薄膜界面陷阱的物理模型

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固体电子学研究与进展 2002年第4期22卷 458-462页

作者：陈蒲生张昊冯文修章晓文刘小阳曾绍鸿华南理工大学应用物理系广州510640 信息产业部电子第五研究所广州510610 华南理工大学机电工程系广州510640

采用雪崩热电子注入技术研究了纳米级富氮 Si Ox Ny 薄膜界面陷阱的物理模型。证实了 PECVDSi Ox Ny 薄膜中界面陷阱来源于悬挂键的物理模型。观察到该纳米膜内存在着受主型电子陷阱 ,随着注入的增长 ,界面上产生的这种陷阱将起主导作... 详细信息

采用雪崩热电子注入技术研究了纳米级富氮 Si Ox Ny 薄膜界面陷阱的物理模型。证实了 PECVDSi Ox Ny 薄膜中界面陷阱来源于悬挂键的物理模型。观察到该纳米膜内存在着受主型电子陷阱 ,随着注入的增长 ,界面上产生的这种陷阱将起主导作用。发现到 Dit随雪崩热电子注入剂量增加而增大 ,禁带上半部 Dit的增大较下半部显著。指出了雪崩注入过程中在 Si Ox Ny 界面上产生两种性质不同的电子陷阱 ,并给出它们能级位置及密度大小关系。揭示出 PECVD法形成的这种纳米膜与快速热氮化制备的薄膜中、氮氧含量不同、界面陷阱特性变化不一样 ,并从薄膜氮化机制予以物理解析。给出了 PECVD形成纳米级薄膜的优化工艺条件。

关键词：界面陷阱物理模型雪崩热电子注入等离子体增强化学气相淀积薄膜

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用于VLSI的新型介质膜界面陷阱的特征

华南理工大学学报（自然科学版） 1995年第12期23卷 141-145页

作者：陈蒲生冯文修黄世平张荣耀华南理工大学应用物理系

采用雪崩热电子注入技术和高频Ｃ－Ｖ及准静态Ｃ－Ｖ特性测试，研究了新型快速热氨化的ＳｉＯｘＮｙ介质膜界面陷阱的特征，侧重于研究界面陷阱的特性与分布。结果表明：这种ＳｉＯｘＮｙ薄膜禁带中央界面陷阱密度随氮化时间的分布变化... 详细信息

采用雪崩热电子注入技术和高频Ｃ－Ｖ及准静态Ｃ－Ｖ特性测试，研究了新型快速热氨化的ＳｉＯｘＮｙ介质膜界面陷阱的特征，侧重于研究界面陷阱的特性与分布。结果表明：这种ＳｉＯｘＮｙ薄膜禁带中央界面陷阱密度随氮化时间的分布变化呈现＂回转效应＂，且存在着不同类型、密度悬殊很大的电子陷阱；指出雪崩热电子注入过程中在Ｓｉ／ＳｉＯｘＮｙ界面上产生两种性质不同的快界面态陷阱；给出这两种界面态陷阱密度在禁带中能量的分布；还给出禁带中央界面态陷阱密度随雪崩注入剂量呈现弱＂Ｎ＂形分布变化。

关键词：介质膜界面陷阱热电子注入 VLSI