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过渡金属掺杂的g-GaN吸附Cl_(2)和CO气体分子的第一性原理研究

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无机化学学报 2024年第6期40卷 1189-1200页

作者：田双林高廷红刘玉涛陈茜谢泉肖清泉梁永超贵州大学大数据与信息工程学院新型光电子材料与技术研究所贵阳550025

基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统研究了类石墨烯氮化镓(g-GaN)和掺杂过渡金属原子(TM)的g-GaN对Cl_(2)和CO气体分子的吸附行为。结果表明,Cl_(2)和CO在本征g-GaN上的吸附均为物理吸附,2个体系的吸附能均为正值,表明体系不稳定。... 详细信息

基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统研究了类石墨烯氮化镓(g-GaN)和掺杂过渡金属原子(TM)的g-GaN对Cl_(2)和CO气体分子的吸附行为。结果表明,Cl_(2)和CO在本征g-GaN上的吸附均为物理吸附,2个体系的吸附能均为正值,表明体系不稳定。相反,Cl_(2)和CO在Fe和Co掺杂的g-GaN上吸附时的吸附能为负值,且吸附能较小,表明吸附体系稳定。通过分析态密度、电荷密度差和能带结构等性质,可以得出结论:过渡金属原子的引入能有效增强气体分子与g-GaN之间的相互作用。

关键词：气体传感类石墨烯GaN 吸附过渡金属掺杂

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溶胶凝胶制备的铁酸铋基薄膜及其性能表征

物理化学进展 2024年第1期13卷 19-24页

作者：张北桥邓朝勇贵州大学大数据与信息工程学院贵州省功能复合材料重点实验室贵州贵阳贵阳学院电子与信息工程学院贵州贵阳

随着微电子工业的迅速发展,多铁性材料成为了材料科学与工程领域的研究热点。在众多铁电材料中铁酸秘(BFO)的应用前景是很广泛的,铁酸秘不仅是个无含铅绿色环保的多铁性材料,而且铁酸秘的制备温度低,有大的剩余极化值。但是它的制备非... 详细信息

随着微电子工业的迅速发展,多铁性材料成为了材料科学与工程领域的研究热点。在众多铁电材料中铁酸秘(BFO)的应用前景是很广泛的,铁酸秘不仅是个无含铅绿色环保的多铁性材料,而且铁酸秘的制备温度低,有大的剩余极化值。但是它的制备非常困难,且由于Fe3+波动带来了大量氧空位,因此纯相BFO薄膜样品的漏电流较大。这也是一直以来困扰研究者的一个现实性问题。在此,我们使用了溶胶凝胶法和快速退火法,分别制备了掺杂Ce2+和Zn2+的Bi0.9Ce0.1FeO3 (BCFO)和BiFe0.9Zn0.1O3 (BFZO)薄膜以及共掺杂得到Bi0.9Ce0.1Fe0.9Zn0.1O3 (BCFZO)薄膜。并使用XRD和SEM技术研究制备薄膜的微观形貌和晶体结构,最后采用铁电测试仪在室温下对样品的电滞回线进行表征。结果表示掺杂以后的铁酸铋基薄膜因为抑制了氧空位而且降低了漏电流,所以铁电性能得到提升。这项研究证明了掺杂以后的薄膜具有良好的铁电性,本研究提供了提高铁电性的可行性方法以及铁酸秘薄膜为基础的多功能型应用器件的可用性。

关键词：溶胶凝胶铁酸铋薄膜

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基于圆形腔的表面等离子体带阻滤波器研究

电子元件与材料 2024年第6期43卷 735-742页

作者：王莎莎彭睿张正平杨鑫贵州大学大数据与信息工程学院贵州贵阳550000

为研究弯曲波导结构的双边耦合效应对耦合强度的影响,提出一个弯曲波导耦合内嵌十字银条的圆形空腔带阻滤波器,采用有限元法对滤波器结构进行仿真分析。与现有直波导耦合内嵌十字银条的圆形空腔结构对比,弯曲波导结构具有更好的滤波性能... 详细信息

为研究弯曲波导结构的双边耦合效应对耦合强度的影响,提出一个弯曲波导耦合内嵌十字银条的圆形空腔带阻滤波器,采用有限元法对滤波器结构进行仿真分析。与现有直波导耦合内嵌十字银条的圆形空腔结构对比,弯曲波导结构具有更好的滤波性能,例如最小透射率降低10.44%;改变银条尺寸时模式2阻带透射率值降低近60%。进一步研究表明,通过调整内嵌银条尺寸及相对角度能够实现共振波长调谐、单频带与双频带的切换以及对半峰带宽等的控制,最小半峰带宽分别为11.0152 nm和9.9869 nm。并且对于介质折射率的变化(变化范围为1~1.12),该结构折射率灵敏度保持恒定。所提出的滤波器结构具有良好的频选及窄带带阻滤波特性,在窄带滤波和波分复用等系统中具有重要应用价值。

关键词：表面等离子体激元金属-介质-金属波导弯曲波导带阻滤波器圆形空腔滤波性能有限元法

稀土元素(La、Eu、Ho)掺杂单层WSe_(2)的第一性原理研究

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功能材料 2024年第2期55卷 2155-2160,2167页

作者：姜冠戈江玉琪郭祥丁召贵州大学大数据与信息工程学院贵阳550025 贵州省微纳电子与软件技术重点实验室贵阳550025 半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心贵阳550025

单层二硒化钨(WSe_(2))是一种具有良好的热稳定性、电子运输和大面积可扩展性的优秀特性。基于密度泛函理论,利用第一性原理计算研究了稀土元素(La、Eu、Ho)掺杂单层WSe_(2)的结构、电学性质和光学性质。采用稀土元素(La、Eu、Ho)掺杂... 详细信息

单层二硒化钨(WSe_(2))是一种具有良好的热稳定性、电子运输和大面积可扩展性的优秀特性。基于密度泛函理论,利用第一性原理计算研究了稀土元素(La、Eu、Ho)掺杂单层WSe_(2)的结构、电学性质和光学性质。采用稀土元素(La、Eu、Ho)掺杂使单层WSe_(2)呈现P型导电传输特性,增强了导电性能,展现半金属特性。此外,La、Eu、Ho掺杂后,提高了单层WSe_(2)在红外光区的光探测能力和对可见光的利用率,在深紫外区域也具有应用潜力。研究结果证明了La、Eu、Ho掺杂单层WSe_(2)的电学性质、光学性质和扩大其应用方面的重要性。

关键词：单层二硒化钨第一性原理计算掺杂光学性质

基于第一性原理研究缺陷对单层WSe_(2)结构的光电性质的影响

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功能材料 2024年第5期55卷 5079-5085页

作者：廖展旺江玉琪郭祥贵州大学大数据与信息工程学院贵阳550025 贵州省微纳电子与软件技术重点实验室贵阳550025 半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心贵阳550025

二硒化钨(WSe_(2))具有许多优异的性能,在自旋电子和光电子学的应用中具有极好的潜力,研究缺陷WSe_(2)的电子结构有助于理解载流子掺杂、散射等效应,对其在电子和光电器件中的应用有重要意义。基于密度泛函理论,研究了五种缺陷对WSe_(2... 详细信息

二硒化钨(WSe_(2))具有许多优异的性能,在自旋电子和光电子学的应用中具有极好的潜力,研究缺陷WSe_(2)的电子结构有助于理解载流子掺杂、散射等效应,对其在电子和光电器件中的应用有重要意义。基于密度泛函理论,研究了五种缺陷对WSe_(2)的电子结构和光学性质的影响。对于实验结果进行分析,缺陷对于单层WSe_(2)调控能力较强,其中钨(W)原子与硒(Se)原子位置互换的替位缺陷模型增强了材料的导电性。引入缺陷后材料的光学性质发生较大变化,缺陷结构与本征WSe_(2)结构相比,其长波吸收能力得到了提升,为WSe_(2)在光探测领域的运用提供了理论基础。

关键词：第一性原理 WSe_(2) 缺陷光电性质

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2-2型磁电复合纳米薄膜的制备及性能表征

物理化学进展 2024年第1期13卷 41-45页

作者：张北桥邓朝勇贵州大学大数据与信息工程学院贵州省功能复合材料重点实验室贵州贵阳贵阳学院电子与信息工程学院贵州贵阳

随着科学社会的快速发展及各学科之间的相互交叉渗透,单一的铁电薄膜或磁电薄膜已经难以满足现在的应用需求,所以高性能的多铁性磁电复合薄膜受到了越来越多的关注,不仅集成了室温铁电和铁磁有序甚至集成了新颖的磁电耦合效应。本文采... 详细信息

随着科学社会的快速发展及各学科之间的相互交叉渗透,单一的铁电薄膜或磁电薄膜已经难以满足现在的应用需求,所以高性能的多铁性磁电复合薄膜受到了越来越多的关注,不仅集成了室温铁电和铁磁有序甚至集成了新颖的磁电耦合效应。本文采用溶胶凝胶法和快速退火工艺制备了优异铁电性能的Bi0.9Ce0.1Fe0.9Zn0.1O3 (BCFZO)薄膜和优异铁磁性能的Ni0.5Zn0.5Fe2O4 (NZFO)薄膜,利用BCFZO的铁电性和NZFO的铁磁性复合,构成了2-2型磁电复合薄膜。并利用XRD和SEM技术研究薄膜的微观结构和晶体结构,最后采用铁电测试仪和综合物性测试系统测试复合薄膜的铁电性和铁磁性,为多铁性材料的应用提供了一种新的高性能磁电复合薄膜。

关键词：复合薄膜溶胶凝胶

双轴应变对NbSe2/MoSi2N4肖特基势垒的调控

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 188-194页

作者：张宇哲安梦雅谢泉贵州大学大数据与信息工程学院新型光电子材料与技术研究所

最近一种高质量的二维（Two-dimensional,2D）半导体材料MoSi2N4（MSN）在实验上被成功合成，具有优异的电气和机械性能.尽管最近有大量的研究致力于揭示MSN的材料特性，但到目前为止，对MSN的电接触物理特性的探索还比较少.在这项工作... 详细信息

最近一种高质量的二维（Two-dimensional,2D）半导体材料MoSi2N4（MSN）在实验上被成功合成，具有优异的电气和机械性能.尽管最近有大量的研究致力于揭示MSN的材料特性，但到目前为止，对MSN的电接触物理特性的探索还比较少.在这项工作中，构建了金属-半导体NbSe2/MSN肖特基结并使用第一性原理密度泛函理论计算研究了该肖特基结的材料特性.发现NbSe2/MSN接触具有超低肖特基势垒高度（Schottky barrier height,SBH），这有利于纳米电子学应用.SBH可以通过施加双轴应变的方式进行有效的调控.当施加拉伸应变时能实现NbSe2/MSN肖特基结由p型肖特基接触转变为p型欧姆接触，而当施加较大的压缩应变时能实现p型肖特基接触和n型肖特基接触之间的转换.我们的研究结果为MSN的2D电触点的物理特性提供了见解，并将为设计基于MSN的2D纳米器件的高性能电触点提供关键的一步.

关键词： MoSi2N4 NbSe2 肖特基结欧姆接触

GaAsBi半导体材料的制备及应用研究进展

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人工晶体学报 2024年第1期53卷 25-37页

作者：马玉麟郭祥丁召贵州大学大数据与信息工程学院贵阳550025 贵州省微纳电子与软件技术重点实验室贵阳550025 半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心贵阳550025

稀铋Ⅲ-Ⅴ半导体材料在电子和光电子领域具有广泛的应用前景,其制备方法主要有分子束外延法(MBE)和金属有机物气相外延法(MOVPE)。本文聚焦于具有较大带隙收缩、温度不敏感以及强自旋轨道分裂等特殊物理特性的GaAs_(x)Bi_(1-x)半导体材... 详细信息

稀铋Ⅲ-Ⅴ半导体材料在电子和光电子领域具有广泛的应用前景,其制备方法主要有分子束外延法(MBE)和金属有机物气相外延法(MOVPE)。本文聚焦于具有较大带隙收缩、温度不敏感以及强自旋轨道分裂等特殊物理特性的GaAs_(x)Bi_(1-x)半导体材料,对其制备方法和研究进展进行了综述。研究人员对GaAsBi材料的研究主要集中在薄膜、多量子阱、纳米线和量子点材料的制备。在薄膜材料方面,侧重于研究制备工艺条件对GaAsBi薄膜的影响,例如低衬底温度、低生长速率和非常规的Ⅴ/Ⅲ束流比;在多量子阱材料方面,采用双衬底温度技术有效减少Bi偏析问题;对于纳米线和量子点材料,金属Bi作为表面活性剂可以改善材料的形貌和光学性能。然而,目前在该材料研究和应用方面仍存在挑战,如薄膜材料的结晶质量恶化和金属Bi分凝团聚,以及量子点材料中Bi的均匀性和形成机制的争议。解决这些问题对于提高GaAs_(x)Bi_(1-x)半导体材料的质量和促进器件发展具有重要意义。

关键词：稀铋Ⅲ-Ⅴ半导体材料 GaAsBi薄膜多量子阱材料量子点材料 MBE MOVPE

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基于分子束外延技术可控制备Bi原子团簇的研究

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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 85-90页

作者：马玉麟郭祥丁召贵州大学大数据与信息工程学院贵州省微纳电子与软件技术重点实验室半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心

本研究基于分子束外延(MBE)技术在Si (111)衬底表面成功制备金属Bi原子团簇.首先，分别在100℃、125℃、150℃、175℃、200℃的生长温度下，制备了大小均一、密度不同的Bi原子团簇.实验结果表明，可以通过改变生长温度来精细控制Bi原子... 详细信息

本研究基于分子束外延(MBE)技术在Si (111)衬底表面成功制备金属Bi原子团簇.首先，分别在100℃、125℃、150℃、175℃、200℃的生长温度下，制备了大小均一、密度不同的Bi原子团簇.实验结果表明，可以通过改变生长温度来精细控制Bi原子团簇的密度，当温度升高100℃,密度从1.05×1011cm-2降低至2.5×107cm-2,实现对团簇密度4个数量级的可控调节，并且发现Bi原子团簇密度对生长温度的依赖性符合经典成核理论.其次，分别在10 s、15 s、20 s的沉积时长下，制备了密度相同、尺寸各异的Bi原子团簇.实验结果表明，可以通过改变沉积时长来精细控制Bi原子团簇的尺寸：当沉积时长增加10 s,高度和直径分别从8.5 nm和65 nm增大到13.7 nm和100 nm,实现对团簇尺寸在10 nm高度、80 nm直径范围的可控调节，并且发现Bi原子团簇尺寸对沉积时长的依赖性符合晶体生长动力学.与分子束外延制备传统的Ⅲ族(Al, Ga, In)原子团簇做对比，这些结果可以为制备Ⅴ族原子团簇提供实验参考和指导，从而促进纳米级含Bi材料的制备.

关键词：分子束外延 Bi原子团簇生长温度沉积时长经典成核理论晶体生长动力学