检索结果-南通市图书馆

作者：杜经纬内蒙古大学

学位级别：硕士

氢气等离子体由于具有刻蚀、辅助沉积、表面改性和改善结晶性能等而被广泛应用于薄膜器件的制备中,目前有关GaO氢气等离子体处理的研究主要集中于块体材料,对薄膜的处理鲜有报道。本论文利用电容耦合H等离子体处理GaO及GaO:Ce薄膜并研... 详细信息

氢气等离子体由于具有刻蚀、辅助沉积、表面改性和改善结晶性能等而被广泛应用于薄膜器件的制备中,目前有关GaO氢气等离子体处理的研究主要集中于块体材料,对薄膜的处理鲜有报道。本论文利用电容耦合H等离子体处理GaO及GaO:Ce薄膜并研究其对薄膜光电特性的影响。主要研究如下:(1)利用RF磁控溅射方法制备GaO薄膜,并进行H等离子体处理,采用XRD、SEM、U-Vis、XPS等对薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能、化学价态等进行表征。实验表明,H-H键断裂后再在薄膜表面复合的过程会产生局部放热及对薄膜进行碰撞轰击改变应力。厚度较小的情况下,H等离子体促进薄膜向由非晶态向β相转变。厚度较厚的情况下,再结合700℃真空退火,H等离子体可提高薄膜的结晶质量。此外,H等离子体可通过浅施主掺杂和化学刻蚀共同作用,增加薄膜中的氧空位与浅施主含量,薄膜中缺陷态密度的增加使禁带宽度下降,起到调节带隙的作用。调节等离子体功率亦可提高薄膜的光电性能,将薄膜薄层电阻由24.11Ω(未处理)降低至17.1Ω(50W),利用550 nm的光学透过率及200-400 nm的平均光学透过率所计算的FOM(T)和FOM(T)值都提升。实验得到等离子体最优处理参数为处理温度350℃、处理功率50 W、工作气压1.3 Torr、H流量50 sccm、处理时间10 min。(2)引入铈(Ce)元素作为掺杂剂对GaO掺杂并进行真空退火和H等离子体处理,采用XRD、SEM、AFM、U-Vis、PL、XPS等对物相结构、光学性能进行表征。由于Ce离子半径远大于Ga离子半径,薄膜结晶难度加大。通过提高退火温度,延长退火时间,发现在10 Pa、800℃、1 h退火参数下,薄膜结晶度和择优取向较佳。表面晶粒平均粒径由167 nm增加至185 nm左右且分布均匀,薄膜结晶良好无杂相。Ce掺杂导致薄膜内应力增加,禁带宽度由5.0 eV提高至5.25 eV左右。由于Ce掺杂离子具有独特的发光性能,GaO:Ce薄膜在经过310 nm紫外光激发后紫外-蓝-绿光区的室温发光性能十分优异。随等离子体处理功率的增加,晶体质量提升,40 W时禁带宽度由5.25 eV下降至4.98 eV。XPS结果显示H等离子体使GaO:Ce薄膜的表面氧空位含量减少降低了发光性能。

关键词：氧化镓氢气等离子体射频磁控溅射铈掺杂光电性能

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低气压容性耦合氢气等离子体的PIC-MCC模拟研究

低气压容性耦合氢气等离子体的PIC-MCC模拟研究

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作者：李现涛大连理工大学

学位级别：硕士

氢气等离子体在材料处理、核聚变以及高能物理方面具有广阔的应用前景。尤其是在核聚变方面,氢气等离子体作为核聚变中性束加热的主要反应物质,无论在实验和理论方面,还是在模拟研究方面都得到了深入地研究。随着聚变装置尺寸的增加,中... 详细信息

氢气等离子体在材料处理、核聚变以及高能物理方面具有广阔的应用前景。尤其是在核聚变方面,氢气等离子体作为核聚变中性束加热的主要反应物质,无论在实验和理论方面,还是在模拟研究方面都得到了深入地研究。随着聚变装置尺寸的增加,中性粒子的能量要达到1 MeV量级;而在此能量下,正氢离子的中性化率几乎为零,因此中性束加热必需采用负氢离子源。如何利用体积源生成机制,高效生成负氢离子是目前负氢离子源研究急需解决的问题之一。本文的目的是探索高效产生负氢离子的途径。本文第一章简要地介绍了等离子体的一些基本性质以及本文的研究背景。在第二章中本文对一维静电PIC-MCC模型的实现方法进行了详细地描述。在第三章中,本文主要应用PIC-MCC模型模拟了平板电极的低气压容性耦合氢气等离子体。放电电极由射频电源和脉冲电源双电源驱动,从而使得两种电源的优势互补：射频电源维持放电的持续进行,而脉冲电源用来调节等离子体中电子的温度,并且提高等离子体的密度以及高振动激发态氢气分子的产生率。文中分别对单电源的射频放电和双电源放电等离子体特征进行了研究和讨论。在单电源的射频放电中,模拟很好地展现出了等离子体中电子的振荡现象以及鞘层的形成过程,并且可以观察到在低气压容性放电中典型的随机加热过程—电子能量的双温分布现象。在射频电源和脉冲电源共同驱动的双电源放电中,我们主要模拟了电子能量和密度随时间的演化过程,从而更好地呈现出脉冲电源在这种双电源放电中的作用。模拟发现,该高短脉冲电源可以很好地调节电子的能量：在脉冲电压开启和结束的最初阶段,电子的能量远高于在单电源射频放电中的电子能量;在脉冲电压的坪区,电子能量明显地降低,但仍高于单电源时的电子能量;在脉冲电压关闭后,随着时间的推移,电子的能量逐渐地降低到单电源时的能量值,但是,在最初的一段时间内,电子平均能量随时间变化的曲线出现一些明显的振动现象,随着时间的推移,电子能量振动的峰值逐渐降低,并且最终消失。放电中的高振动激发态氢气分子的产生率出现了类似的现象。本文对这些有趣的现象进行了详细地解释：这些现象主要是由于高短脉冲电压形成的极强的电场造成的,这种极强的电场迅速产生和消失的过程对等离子体中电子能量和密度的空间分布造成很大的影响,从而出现了上述现象。因此,本文证实了在双电源容性耦合放电中脉冲电源能够调节电子能量和提高等离子体密度以及高振动激发态氢气分子的产生率。

关键词：氢气等离子体 PIC-MCC模拟双电源容性耦合放电

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Janus过渡金属硫属化合物及其异质结的制备与表征

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作者：姚杰江南大学

学位级别：硕士

Janus(双面神)过渡金属硫属化合物(TMDCs)作为一种新兴的二维(2D)材料,在其过渡金属原子的两侧是通过共价键连接的不同类型的硫族原子,打破了传统TMDCs材料平面外的镜像对称性,产生一系列新奇的物理性质。其中,Janus MoSSe(硫硒化钼)的... 详细信息

Janus(双面神)过渡金属硫属化合物(TMDCs)作为一种新兴的二维(2D)材料,在其过渡金属原子的两侧是通过共价键连接的不同类型的硫族原子,打破了传统TMDCs材料平面外的镜像对称性,产生一系列新奇的物理性质。其中,Janus MoSSe(硫硒化钼)的制备与性质受到了广泛的研究,其主要制备方法是先用氢气(H)等离子体处理单层二硫化钼(MoS),用氢(H)原子代替MoS顶层的硫(S)原子,制备出Janus MoSH(硫氢化钼),然后采用化学气相沉积(CVD)对MoSH进行硒化,用硒(Se)原子再代替氢(H)原子,这个过程中,采用合适的氢气等离子体处理时间避免样品损坏,从而制备出完整的MoSH中间相是至关重要的一步,然而,到目前为止,关于Janus MoSH的报道很少。因此,本文重点研究了MoSH的制备工艺,并深入分析了MoSH的电学性质与晶格结构,为接下来MoSSe及其异质结的制备与应用奠定了基础。本文的主要研究内容如下:首先,通过CVD工艺,采用钼酸铵((NH)MoO·4HO)水溶液作为前驱体、钠钙玻璃为衬底,制备出大面积、高质量的单层MoS,并详细研究了MoS的物理性质,为进一步制备MoSH和MoSSe提供前体材料。其次,在制备出单层MoS之后,采用时间、功率连续可控的氢气等离子体系统对前体MoS进行氢化,制备出MoSH。对不同氢气等离子体处理时间下的样品,使用拉曼光谱(Raman)、光致发光光谱(PL)、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等进行了表征;通过制备MoSH场效应晶体管(FET)研究其电子输运,计算出MoSH具有很高的载流子浓度(～2′10 cm),且载流子浓度基本不受到栅压的调控,呈现出金属性特征;进一步,通过开尔文探针力显微镜(KPFM)的测试和密度泛函理论(DFT)计算,发现MoSH的费米等级(～-4.11 eV)进入了导带中。这些研究成果也为其他Janus TMDCs中间相的制备铺平了道路,同时对今后Janus器件的应用具有重要意义。接着,对制备出的Janus MoSH进行后续的硒化处理,研究工艺参数,用Se原子替代MoSH顶层的H原子,成功制备出MoSSe,并对其进行了系统的表征。最后,基于以上工作,制备出多种2D材料异质结:采用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)湿法转移将两种2D材料相互堆叠制备出基于传统TMDCs的垂直异质结,包括石墨烯/二硫化钼(Gr/MoS)垂直异质结、二硫化钼/二硫化钨(MoS/WS)垂直异质结;为了制备新型硫硒化钼-二硫化钼(MoSSe-MoS)平面异质结,在前体MoS的氢化过程中,使用五氧化二钒(VO)作为掩模层保护MoS的一部分,进而实现了该平面异质结,进一步丰富了2D材料异质结的种类,拓宽了其潜在应用。

关键词：过渡金属硫属化合物氢气等离子体硫氢化钼硫硒化钼硫硒化钼-二硫化钼平面异质结

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我科学家成功研制超平整石墨烯薄膜 008

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光明日报

作者：苏雁吴煜昊

近日，由南京大学物理学院高力波教授团队领衔，协同学院四个青年学者团队，以“质子辅助生长超平整石墨烯薄膜”为题，在《自然》杂志上发表了将质子辅助生长用于高质量石墨烯制备的研究成果。这项工作，不仅探索出了一种可控生长超平... 详细信息

近日，由南京大学物理学院高力波教授团队领衔，协同学院四个青年学者团队，以“质子辅助生长超平整石墨烯薄膜”为题，在《自然》杂志上发表了将质子辅助生长用于高质量石墨烯制备的研究成果。这项工作，不仅探索出了一种可控生长超平整石墨烯薄膜的方法，更为重要的是，该团?

关键词：石墨烯薄膜量子霍尔效应氢气等离子体

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南京大学成功研制超平整石墨烯薄膜

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传感器世界 2020年第1期 39-39页

南京大学高力波课题组发现了一种质子辅助的CVD方法,可以生长制备无褶皱的超平石墨烯。这项工作不仅探索出了一种可控生长超平整石墨烯薄膜的方法,更为重要的是,该团队还发现了这种生长方法的内在机制,即质子辅助,这种方法有望推广到柔... 详细信息

南京大学高力波课题组发现了一种质子辅助的CVD方法,可以生长制备无褶皱的超平石墨烯。这项工作不仅探索出了一种可控生长超平整石墨烯薄膜的方法,更为重要的是,该团队还发现了这种生长方法的内在机制,即质子辅助,这种方法有望推广到柔性电子学、高频晶体管等更多重要的研究领域。2020年1月8日,相关成果以题为Proton-assisted growth of ultraflat graphene films的文章在线发表在Nature上。

关键词：石墨烯薄膜氢气等离子体量子霍尔效应

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