纖鋅礦結構砷化鎵納米線表面缺陷研究

《纖鋅礦結構砷化鎵納米線表面缺陷研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由李新化擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：纖鋅礦結構砷化鎵納米線表面缺陷研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李新化
• 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院

項目摘要

表面缺陷的存在是造成砷化鎵基納米器件光電轉換性能較低的主要原因之一。與常規方法製備砷化鎵薄膜不同，使用金輔助分子束外延技術基於氣相-液相-固相技術製備的砷化鎵納米線晶體結構是纖鋅礦結構，納米線側面（sidefacets）的晶體學方向非常豐富。研究纖鋅礦晶體結構下具有不同側面晶體學方向的砷化鎵納米線中表面缺陷物理性質，比較其同閃鋅礦結構砷化鎵薄膜材料表面缺陷物理行為的一致與差異，對進一步理解和完善砷化鎵材料體系表面缺陷物理性能有著重要的參考意義。鑒於以上原因，本項目提出使用光致發光譜、深能級瞬態譜、X射線光電子能譜對砷化鎵納米線中表面缺陷進行研究以獲得表面缺陷的物理性質，同時結合系統的表面硫鈍化研究，總結出纖鋅礦結構下不同側面晶體學方向的砷化鎵納米材料表面缺陷鈍化機制，並歸納出最優鈍化方法。本項目的成功實施可為砷化鎵基納米器件的性能提高打下物理和材料學基礎。

結題摘要

由於納米結構的引入帶來的表面/體積比增加，在砷化鎵一維納米結構中，表面缺陷引起的載流子複合是決定光電器件性能的主要因素。在本項目研究中，我們主要研究具有纖鋅礦晶體結構的砷化鎵納米線中表面缺陷及其對納米陣列光伏電池的輸出特性影響。通過光致發光譜，x射線光電子能譜獲得纖鋅礦結構砷化鎵納米線表面缺陷的物理性質和起源，進一步，結合系統的鈍化研究，獲得纖鋅礦結構砷化鎵納米線表面鈍化機理和工藝，並在此基礎上獲得光電轉換效率11.4的砷化鎵納米陣列光伏器件。以上工作期望為隨後製備納米光電器件性能提高奠定物理和材料學基礎。