纳米硅量子点中磷硼共掺及相关新颖光电性质研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11774155
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2002.凝聚态物质力热光电性质
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Doping plays a key role in semiconductors for device applications. With the applications of nanocrystalline Si quantum dots in the next generation nano-electronic and opto-electronic devices, it becomes more and more important to understand the doping effect and behaviors of dopants in them. Based on our previous work, we found the different doping behaviors in nc-Si between the P and B impurities which is also quite different from the doping effect in bulk Si. Here, we propose to modify the electronic structures and interface (or surface) states of nc-Si by P/B co-doping based on the fabrication of P/B-co-doped nc-Si materials. We will study the novel properties caused by the co-doping, especially the influences of co-doping on the conduction type and conductivity as well as the carrier transport process in nc-Si system, we will try to improve the P doping efficiency by B co-doping at the suitable parameters. Meanwhile, we will study the localized surface plasmon resonance effect due to the doping in nc-Si and the possibility to modulate the related effect by co-doping. We will develop the way to enhance the interesting sub-band luminescence efficiency in doped nano-Si-based multilayered structures and explore the possibility of P-induced deep level to achieve sub-band light emission and passivation effect of B co-doping on the non-radiative recombination centers. We hope to further understand the distribution of dopants, doping effect nc-Si and give the deep insight into the influences of various dopants on on the electronic structures and physical properties, which will provide the solid basis to develop new type nano-electronic and opto-electronic devices based on nano-Si.
掺杂是半导体材料能在器件中应用的关键,由于在纳米尺度下对硅量子点的掺杂效应与体材料有很大的不同,因此对其的研究具有重要的科学意义。在先前的研究中,我们发现磷(P)和硼(B)在纳米硅量子点中具有不同的掺杂行为,基于此,本课题提出了在纳米硅量子点中利用P/B共掺来调节纳米硅量子点的电子结构和界面(表面)特性,研究在纳米硅中由于共掺所导致的新颖光电性质,特别是共掺对纳米硅的导电特性和输运性质的影响,利用合适的共掺提高磷在纳米硅中的掺杂效率;研究由于掺杂导致的局域表面等离激元效应以及利用共掺对其进行调控的可能性;探索利用P/B共掺抑制非辐射复合过程以实现磷掺杂纳米硅量子点的亚带隙发光的增强。通过本课题的研究,将有助于进一步理解在纳米硅量子点中杂质特性及相关的掺杂效应,解决在纳米硅量子点中的掺杂及掺杂对材料的电子结构和光电特性的影响等关键科学问题,为实现新一代的纳米硅基电子和光电子器件打下基础。

结项摘要

本项目是针对掺杂纳米硅量子点中杂质特性及相关的掺杂效应,特别是掺杂对材料的电子结构和光电特性的影响等关键科学问题而进行的。主要研究内容包括:利用当今成熟的微电子工艺技术,结合硅基光子学技术与纳米技术,研究如何实现对纳米硅量子点的可控制备、均匀掺杂及器件应用。研究了纳米硅量子点中磷、硼杂质在原子尺度上的空间位置分布与行为表现特征;研究了掺杂对纳米硅量子点的电子结构与光电特性的影响,特别是磷/硼共掺杂下纳米硅量子点亚带隙发光增强的物理机制。同时,基于制备出的掺杂纳米硅量子点材料,构建了p-i-n型太阳电池器件;进一步,将其与硅纳米线阵列结构结合,构建了纳米硅量子点/硅纳米线异质结太阳能电池器件,研究了器件的光伏特性及器件性能提高的可能途径。研究成果受到国际同行关注,应邀在J. Phys. D: Appl. Phys.和《半导体学报》上发表了关于纳米硅以及掺杂效应的综述论文,并在多个国际学术会议上作邀请报告。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Si nanocrystals-based multilayers for luminescent and photovoltaic device applications
用于发光和光伏器件应用的基于硅纳米晶体的多层膜
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Semiconductors
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Peng Lu;Dongke Li Yunqing Cao;Jun Xu;Kunji Chen
  • 通讯作者:
    Kunji Chen
High-temperature stable plasmonic and cavity resonances in metal nanoparticle-decorated silicon nanopillars for strong broadband absorption in photothermal applications
金属纳米颗粒装饰的硅纳米柱中的高温稳定等离子体和空腔共振,可在光热应用中实现强宽带吸收
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Nanoscale
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Guozhi Hou;Zhaoye Wang;Haiguang Ma;Yang Ji;Linwei Yu;Jun Xu;Kunji Chen
  • 通讯作者:
    Kunji Chen
Enhanced device performance of Si nanowires/Si nanocrystals heterojunction solar cells with ultrathin Al2O3 passivation
超薄Al2O3钝化增强硅纳米线/硅纳米晶异质结太阳能电池的器件性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Xiaolong Liu Yang Ji Zhangbo Lu;Ying Sun Huafeng Yang Jian Liu;Yangyi Zhang Dongke Li Yunqing Cao;Wei Li;Jun Xu;Kunji Chen
  • 通讯作者:
    Kunji Chen
Dual Management of Electrons and Photons to Get High-Performance Light Emitting Devices Based on Si Nanowires and Si Quantum Dots with Al2O3-Ag Hybrid Nanostructures
电子和光子的双重管理以获得基于硅纳米线和硅量子点与 Al2O3-Ag 混合纳米结构的高性能发光器件
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Particle & Particle Systems Characterization
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Yang Ji;Zewen Lin;Xiaolong Liu;Jian Liu;Huafeng Yang;Dongke Li;Jingjing Liu;Jun Xu;Wei Li;Kunji Chen
  • 通讯作者:
    Kunji Chen
Tungsten-Coated Silicon Nanopillars as Ultra-Broadband and Thermally Robust Solar Harvesting Materials
钨涂层硅纳米柱作为超宽带和耐热太阳能收集材料
  • DOI:
    10.1039/c0cc00013b
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACS Applied Nano Materials
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Guozhi Hou Zhaoye Wang;Jun Xu;Kunji Chen
  • 通讯作者:
    Kunji Chen

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

非晶碳化硅材料与光学微腔的制备与发光
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    发光学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈坤基;陈三;李伟;梅嘉欣;钱波;黄信凡;陈德媛;徐骏
  • 通讯作者:
    徐骏
Photo-and Electro-luminescence from hydrogenated amorphous silicon carbide films prepared by using organic carbon source
有机碳源制备的氢化非晶碳化硅薄膜的光致发光和电致发光
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Chinese physics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐骏;马天夫
  • 通讯作者:
    马天夫
超临界水气化处理对脱水污泥中重金属环境风险的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱伟;龚淼;张会文;徐骏
  • 通讯作者:
    徐骏
崩塌滚石消能桩结构设计计算方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    科学技术与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    沈均;李新坡;徐骏;唐雄;姚军
  • 通讯作者:
    姚军
新疆哈密卡拉塔格块状硫化物矿床金银赋存状态研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    地学前缘
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李遥;邓小华;吴艳爽;岳素伟;林振文;杨丽亚;陈曦;徐骏
  • 通讯作者:
    徐骏

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

徐骏的其他基金

能效半导体材料与信息器件
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    1000 万元
  • 项目类别:
    创新研究群体项目
基于半导体/金属微纳复合结构实现对太阳光谱的高效调控及光-热-电转换
  • 批准号:
    61735008
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    290.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目
纳米硅量子点多层结构的掺杂、近红外光发射与非线性光学性质
  • 批准号:
    11274155
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    90.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
运用量子尺寸效应和杂质中间带提高硅基太阳电池效率的研究
  • 批准号:
    61036001
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    200.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目
用于新一代太阳能电池的硅量子点多层膜的制备与光电性能研究
  • 批准号:
    10874070
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高密度纳米硅平面阵列的研制及其场电子发射效应
  • 批准号:
    50472066
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于硅基纳米结构的可变波长光发射与微腔效应
  • 批准号:
    10374049
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
用于平板显示的掺杂四面体键合碳膜的制备与场致发射
  • 批准号:
    59802004
  • 批准年份:
    1998
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码