首页 > 学术论文

锑化物自组织量子点的MOCVD制备研究及热光伏器件结构模拟

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 03:55:44
热度:

锑化物自组织量子点的MOCVD制备研究及热光伏器件结构模拟【摘要】:锑化物材料及其构成的量子点等低维结构由于其独特性质而被广泛关注,主要应用于红外探测器,红外激光器及热光伏器件等方

【摘要】:锑化物材料及其构成的量子点等低维结构由于其独特性质而被广泛关注,主要应用于红外探测器,红外激光器及热光伏器件等方面。利用金属有机气相化学沉积(MOCVD)技术在GaAs衬底上制备GaSb和InSb二元化合物半导体的量子点结构,并通过研究生长参数对量子点形貌的影响,制备出低尺寸,高密度且分布均匀的锑化物量子点。对于GaSb/GaAs量子点结构,通过系统的研究各生长参数对量子点表面形貌的影响,并利用热力学及生长动力学等理论对其进行了解释。优化后的GaSb量子点密度可达1010cm2量级,高度约为4nm。由于InSb/GaAs晶格失配较大,研究了生长时间对量子点生长模式的影响,并优化了生长温度,反应室压强及气相V/III等生长参数,最后解释了不同InSb量子点形状的成因。 首次使用Silvaco/Atlas软件设计、模拟并优化了GaSb/GaInAsSb单结及双结(叠层)热光伏电池,给出了各子电池器件参数对单结及叠层电池特性的影响,得到了优化后的器件结构。分析了工作温度及辐射温度等温度参数对单结及叠层电池输出特性的影响。 【关键词】:锑化物量子点 金属有机化学气相沉积 热光伏电池 计算机模拟
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TN304.055;O471.1
【目录】:
  • 内容提要4-5
  • 中文摘要5-7
  • Abstract7-13
  • 第一章 绪论13-35
  • 1.1 锑化物半导体13-17
  • 1.1.1 锑化物材料基本性质13-14
  • 1.1.2 锑化物材料应用14-15
  • 1.1.3 几种重要的锑化物材料特性15-17
  • 1.2 锑化物量子点17-25
  • 1.2.1 半导体量子点性质18-19
  • 1.2.2 锑化物量子点制备技术19-22
  • 1.2.3 锑化物量子点应用22-24
  • 1.2.4 锑化物量子点研究进展24-25
  • 1.3 锑化物热光伏电池25-32
  • 1.3.1 热光伏电池简介25-28
  • 1.3.2 热光伏电池应用28-30
  • 1.3.3 锑化物热光伏电池研究进展30-32
  • 1.4 选题意义及论文内容32-35
  • 第二章 锑化物材料外延和器件仿真技术35-51
  • 2.1 锑化物量子点生长方法及表征35-43
  • 2.1.1 金属有机化学气相沉积技术原理35-36
  • 2.1.2 金属有机化学气相沉积技术特点36-37
  • 2.1.3 金属有机化学气相沉积技术系统组成37-42
  • 2.1.4 量子点表征手段42-43
  • 2.2 热光伏器件仿真软件及使用方法43-51
  • 2.2.1 仿真软件 Silvaco TCAD44-47
  • 2.2.2 仿真方法47-51
  • 第三章 MOCVD 技术制备 GaSb/GaAs 量子点及其形貌特性研究51-73
  • 3.1 生长温度对量子点形貌影响53-59
  • 3.2 反应室压强对量子点形貌影响59-61
  • 3.3 气相 V/III 比对量子点形貌影响61-65
  • 3.4 快速生长阶段对量子点形貌影响65-68
  • 3.5 中断生长阶段对量子点形貌影响68-70
  • 3.6 交替生长阶段对量子点形貌影响70-71
  • 3.7 本章小结71-73
  • 第四章 MOCVD 技术制备 InSb/GaAs 量子点及其形貌特性研究73-105
  • 4.1 生长温度对 InSb 量子点的影响75-78
  • 4.2 反应室压强对 InSb 量子点的影响78-81
  • 4.3 气相 V/III 比对 InSb 量子点的影响81-86
  • 4.4 生长时间对 InSb 量子点的影响86-94
  • 4.5 其他生长条件对 InSb 量子点形貌的影响94-99
  • 4.5.1 源通入量对于量子点形貌的影响94-96
  • 4.5.2 衬底处理对于量子点形貌的影响96-99
  • 4.6 InSb 量子点特殊形貌分析99-103
  • 4.7 本章小结103-105
  • 第五章 锑化物热光伏电池的模拟105-139
  • 5.1 模拟思路及方法105-107
  • 5.2 器件结构及材料参数107-114
  • 5.2.1 热光伏电池单结及双结器件结构107-108
  • 5.2.2 热光伏电池材料参数108-114
  • 5.3 GaSb/GaInAsSb 单结热光伏电池特性模拟114-129
  • 5.3.1 P-N 和 N-P 结构的选择114-116
  • 5.3.2 GaSb/GaInAsSb 单结热光伏电池各层厚度对于输出特性的影响116-122
  • 5.3.3 GaSb/GaInAsSb 单结热光伏电池各层掺杂浓度对于输出特性的影响122-127
  • 5.3.4 GaSb/GaInAsSb 单结热光伏电池温度效应对于输出特性的影响127-129
  • 5.4 GaSb/GaInAsSb 双结热光伏电池特性模拟129-135
  • 5.4.1 有源区厚度对 GaSb/GaInAsSb 叠层电池输出特性的影响129-132
  • 5.4.2 有源区掺杂浓度对 GaSb/GaInAsSb 叠层电池输出特性的影响132-135
  • 5.5 GaSb/GaInAsSb 双结叠层热光伏电池优化135-136
  • 5.6 本章小结136-139
  • 第六章 结论及创新点139-143
  • 参考文献143-159
  • 攻读博士学位期间发表的论文159-161
  • 致谢161


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

锑化物半导体材料与器件应用研究进展    刘超;曾一平;

半导体超薄层微结构的外延生长技术    彭英才,王英民,李星文,傅广生

Ⅲ—Ⅴ族四元合金的禁带宽度和晶格常数的等高线    T.H.Glisson;J.R.Hauser;M.A.Littlejohn;C.K.Williams;贾洪均;

光纤传输用的GaInAsP/InP注入式半导体激光器    山本杲也;末松安晴;郑广富;

半导体量子点的生长机理及特性    王亚东,黄靖云,王龙成,叶志镇

InP(100)衬底上制作In_(1-x)Ga_xAs_yP_(1-y)/InP双异质结激光器    Takaya Yamamoto;张万生;

低阈值1.25微米汽相生长InGaAsP连续波激光器    G.H.Olsen;张万生;

用液相外延制备1.11~1.67微米(100)GaInAsP/InP注入激光器    S.Arai;韩治业;

波长为1.6μm的GaInAsP/InP BH激光器    Shigehisa Arai;张素文;

纳米多孔铝的制备技术及应用    黄瑞青,党建印,黄靖云

质子轰击条形InGaAsP/InP双异质结激光器    朱龙德,张盛廉,汪孝杰,王莉,高淑芬

Al_xGa_(1-x)As_ySb_(1-y)/GaSb的LPE生长与性质研究    杨保华,王占国,万寿科,龚秀英,林兰英

2μm波段材料外延生长与激光器技术研究    李占国

In_(0.82)Ga_(0.18)As红外探测材料的MOCVD生长与器件研究    刘霞

Ⅲ-Ⅴ族半导体MQW平面波导光器件的研究    蔡纯

锑化物热光伏电池材料的MOCVD生长特性研究及其器件模拟    彭新村

电化学原子层沉积法(EC-ALD)制备功能性纳米半导体薄膜及其应用研究    张欣

太阳能碟式聚光发电供热综合利用系统研究    王云峰

纳米半导体中的多重激子效应及其应用    苏未安

InGaAsSb半导体激光器欧姆接触的研究    李俊承

980nm半导体泵浦激光器结构设计    高少文

量子点与量子位构造    常加峰

锑化物半导体材料的MOCVD生长研究及其热光伏器件的模拟分析    郭欣

MOCVD制备GaSb/GaAs自组织量子点的形貌特性研究    李天天

基于汽车尾气余热的TPV系统设计和性能分析    曹良丹

锑化物热光伏电池材料MBE制备及器件特性研究    朱印伍

PbSe量子点的制备及在太阳电池中的应用研究    王小敏

Al-Zr(NO_3)_4高放热体系燃烧合成工艺研究    叶国锐

量子线与量子点微结构的选择生长制备技术    彭英才,李星文

常压MOCVD制备Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜    付丽伟,王弘,尚淑霞,王晓临,于淑琴,鲁智宽,徐平茂,蒋民华

GaAs/Ge的MOCVD生长研究    高鸿楷,赵星,何益民,杨青,朱李安

在MOCVD系统中用预淀积In纳米点低温下合成生长InN    谢自力;张荣;修向前;毕朝霞;刘斌;濮林;陈敦军;韩平;顾书林;江若琏;朱顺明;赵红;施毅;郑有炓;

载气流量对氧化锌纳米棒阵列的影响(英文)    蔡芳芳;魏鸿源;范海波;杨安丽;张攀峰;刘祥林;

基于AlInGaAsP材料的应变平衡量子阱太阳能电池    孙强,许军,陈文浚,娄朝刚

用于四结电池的InGaAsN材料研究    乔在祥,赵新杰,陈文浚

MOCVD生长低阈值电流GaInP/AlGaInP 650nm激光器    夏伟;王翎;李树强;张新;马德营;任忠祥;徐现刚;

高性能InP/InP、InGaAs/InP体材料LP-MOCVD生长    刘宝林,黄美纯,陈松岩,陈龙海,陈朝,王本忠,赵方海,刘式墉

光子晶体的发展及制备研究    常伟;范广涵;谭春华;李述体;郑树文;雷勇;黄琨;

InP反欧泊结构三维光子晶体的制备及研究    常伟;

MOCVD技术在中国    高鸿楷;

自主生产型MOCVD设备的研制    甘志银;刘胜;

Synthesis of Bis(2-acetonaphthonebenzoylhydrazonato) zinc as Precursor for MOCVD    

MOCVD反应器的优化设计与最佳生长参数    左然;

7片2英寸氮化物MOCVD设备及材料研制    冉军学;胡国新;肖红领;殷海波;张露;王晓亮;李晋闽;

Next Generation MOCVD Technology with Improved Productivity for LED Production    M.Heuken;

Synthesis of Ancillary Ligand Stabilized Rare Earth metals Alkoxides Precursors for MOCVD    

An Investigation of Scalability of a Buffered Distributed Spray MOCVD Reactor by Numerical Analysis    

GaN MOCVD控制系统设计与研制    冉军学;王晓亮;胡国新;张露;殷海波;肖红领;李晋闽;

MOCVD生长锑基半导体材料在电子器件的应用    周伟;邓泽华;刘纪美;

加快推进MOCVD项目    胡敏 沈燕

LED设备:关键设备依赖进口 MOCVD并非不可逾越    本报记者 诸玲珍

山西长治高科华上光电有限公司MOCVD采购合同在长治签约    记者 张少鹏

国产MOCVD设备下线有望降低LED成本    本报记者 梁红兵

探寻“蓝光”代电源    本报记者 付毅飞

多角度创新解决散热难题    彭淑合

国产MOCVD设备开发势在必行    中国科学院半导体研究所 刘祥林 焦春美

LED行业大限将至    本报记者 熊晓辉

Cyberlux收购SPE 获全球封装专利权    

LED产业还要快马加鞭    赵艳秋

锑化物自组织量子点的MOCVD制备研究及热光伏器件结构模拟    杨皓宇

锑化物热光伏电池材料的MOCVD生长特性研究及其器件模拟    彭新村

蓝宝石衬底上AlN薄膜和GaN、InGaN量子点的MOCVD生长研究    王虎

感应加热式MOCVD反应室的仿真与设计    李志明

MOCVD生长GaN的输运—反应模型研究    李晖

MOCVD设备工艺优化理论与低温InP/Si晶片键合机理的研究    钟树泉

MOCVD法制备氧化锌发光器件及薄膜晶体管的研究    赵旺

TiO_2/ITO纳米薄膜光催化电极的MOCVD制备及其掺杂改性的研究    韩松

量子点光学性质的经验赝势计算    龚明

锗硅量子点的制备及退火特性研究    蔡其佳

MOCVD的在线膜厚监测系统的设计与实现    李伟

氧化锌MOCVD材料生长和器件应用    刘加高

MOCVD制备GaSb/GaAs自组织量子点的形貌特性研究    李天天

MOCVD反应室温度场的研究    李琼

MOCVD计算机控制系统设计与实现    刘昌军

InAs/GaAs自组织量子点的MOCVD低速生长及其特性研究    王慧

生产型MOCVD电气控制系统的研发    王宏伟

GaN-MOCVD反应室的CFD数值模拟计算    刘红才

MOCVD多通道高温测量系统的研制    李明超

MOCVD法制备ZnO量子点及其性能研究    杨玲敏