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N-X共掺p型ZnO薄膜的研究进展

李万俊 , 孔春阳 , 秦国平 , 阮海波 , 杨天勇 , 梁薇薇 , 孟祥丹 , 赵永红

获得高质量稳定的p型ZnO薄膜是实现ZnO基光电器件化的关键.目前,国际上公认V族元素中的N替代O位(No)是实现p型ZnO较理想的掺杂途径.但p-ZnO:N薄膜的导电性能会随着时间、光照、温度条件发生变化,稳定性不足.大量的理论和实验研究表明N基二元共掺( N-X)可以提高N在ZnO薄膜中的固溶度,浅化N的受主能级,且在很大程度上能够改善p型ZnO的导电性能,有利于获得稳定的p型ZnO薄膜.为此,从N基施主受主共掺、双受主共掺以及其它共掺方面综述了N-X共掺p型ZnO薄膜的研究现状.

关键词: p型ZnO薄膜 , N-X共掺 , 稳定性

Ni_(46)Mn_(35)Ga_(19)单晶大的磁熵变和磁控形状记忆效应

崔玉亭 , 游素琴 , 武亮 , 马勇 , 孔春阳 , 杨晓红 , 潘复生

稀有金属材料与工程

采用多种测量手段,对制备出的转变温度在室温以上的Ni_(46)Mn_(35)Ga_(19) 单晶的物性进行表征.电阻和交流磁化率结果表明,该材料的磁转变和马氏体相变是同时发生的.定温磁化强度测量得出材料磁熵变的增长速率高达9.0 J/kg·K·T,在1274 kA/m(1.6 T)的磁场下,磁熵变达13.8 J/kg·K.此外,应变测量表明,伴随该磁熵变,材料展现出应变量分别高达-0.89%和-1.90%的自发和磁控双向形状记忆效应.

关键词: 形状记忆效应 , 磁熵变 , 磁转变 , 马氏体相变

Ni53.2Mn22.6Ga24.2单晶的磁控形状记忆效应和磁控超弹性特性

游素琴 , 崔玉亭 , 武亮 , 孔春阳 , 马勇 , 杨晓红 , 潘复生

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.03.016

证实了Ni53.2Mn22.6Ga24.2单晶发生的两步马氏体相变行为是完全热弹性的.在磁场作用下,该材料的马氏体相变和中问马氏体相变展现出相同的应变特征,且具有磁控双向形状记忆效应.磁场下应力-应变特性的测量结果表明,磁场不但对压应力诱发马氏体相变过程中变体重取向所需应力的大小有影响,而且使原来不可逆的形变成为可逆,这种磁控超弹性特性预示了该合金用作磁控超弹性元器件材料的可能性.

关键词: Ni-Mn-Ga合金 , 马氏体相变 , 形状记忆效应 , 超弹性

C 掺杂浓度对 ZnO 薄膜电学和结构的影响

卞萍 , 孔春阳 , 李万俊 , 秦国平 , 张萍 , 徐庆

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.07.011

采用射频磁控溅射法在石英玻璃衬底上成功制备了不同 C 掺杂浓度的 ZnO∶C 薄膜，借助于 X射线衍射仪(XRD)、霍尔测试(Hall)、X 射线光电子谱(XPS)和拉曼散射光谱(Raman)等测试手段系统研究了 ZnO 薄膜的结构、电学以及拉曼特性并分析了 C 在ZnO 薄膜中存在形式。结果表明，所有薄膜都呈纤锌矿结构并具有高度的 c 轴择优取向。随着 C 掺杂浓度的增加，薄膜的 n 型导电性能不断增强，其主要原因是ZnO 薄膜中的 C 替代 Zn 位起施主作用。

关键词: C掺杂ZnO , 电学特性 , XPS , Raman

热灯丝CVD金刚石膜的微结构和形貌对其电子性质的影响

王万录 , 廖克俊 , 孔春阳 , 方亮 , 王蜀霞

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.024

利用热灯丝CVD法在硅衬底上合成出了金刚石膜。金刚石膜的质量和电子性质由扫描电子显微镜、拉曼谱、阴极发光及霍尔系数测量来表征。实验结果表明，沉积条件对金刚石膜电子性质和质量有重要影响。载流子迁移率随甲烷浓度增加而减少，但场发射随其增加而增强。压阻效应随微缺陷增多而降低。异质外延金刚石膜压阻因子在室温下100微形变时为1200，但含有大量缺陷的多晶金刚石膜压阻因子低于200。这是由于薄膜中缺陷态密度增加，并依赖于膜结构的变化。

关键词: 金刚石膜 , 热灯丝 , 场发射 , 迁移率

离子注入法制备N掺杂p型ZnO薄膜

朱仁江 , 孔春阳 , 秦国平 , 王楠 , 戴特力 , 方亮

材料导报

采用离子注入技术对射频磁控溅射制备的ZnO薄膜进行N掺杂,通过退火实现了ZnO薄膜的p型转变.利用X射线衍射(XRD)和Hall实验对样品热退火前后的性能进行了研究.实验数据表明,该掺杂方法能得到稳定的p型ZnO薄膜,其电学性能随热退火温度的升高和时间的延长而进一步改善,其中在950℃、7min退火条件时,载流子浓度为1.68E+16cm-3,电阻率为41.5Ω·cm.

关键词: 氧化锌薄膜 , p型 , 离子注入 , 制备

金刚石膜的磁阻效应和压阻效应

孔春阳 , 马勇

功能材料

介绍了p型异质外延金刚石膜磁阻效应和压阻效应的特性及应用展望,阐述了目前理论和实验的研究状况,提出了今后有待进一步研究的问题.

关键词: 异质外延 , 金刚石膜 , 磁阻效应 , 压阻效应

CVD金刚石膜的场发射机制

王必本 , 王万录 , 廖克俊 , 孔春阳

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.012

利用热灯丝化学气相沉积方法在光滑的钼上沉积了金刚石膜。用扫描电子显微镜和Raman 谱对金刚石膜进行了分析，结果表明金刚石膜是由许多金刚石晶粒组成，晶粒间界主要是石墨相，并且在膜内有许多缺陷。金刚石膜的场发射结果表明高浓度CH4形成的金刚石膜场发射阈位电场较低浓度CH4形成的金刚石为低。这意味着杂质（如石墨）和缺陷（悬挂键）极大地影响了膜的场发射性能。根据以上结果，提出了一种CVD金刚石膜的场发射机制即膜内的缺陷增强膜内的电场，石墨增大电子的的隧穿系数以增强CVD金刚石膜的场发射。

关键词: CVD金刚石膜 , 石墨 , 缺陷 , 场发射

ZnO薄膜V族掺杂的研究进展

朱仁江 , 孔春阳 , 马勇 , 王万录 , 廖克俊

材料导报

ZnO薄膜作为第三代半导体功能材料,高质量的p型掺杂是基于光电器件应用的关键.概述了ZnO薄膜V族元素氮、磷、砷(N、P、As)p型掺杂的研究进展,分析对比了3种元素的掺杂和p型转变特性,简单介绍了共掺杂技术,提出了有待进一步研究的问题.

关键词: 氧化锌 , p型掺杂 , 共掺杂 , V族元素

P型半导体金刚石膜的磁阻

孔春阳 , 王万录 , 廖克俊 , 王蜀霞 , 方亮 , 马勇

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.008

研究了p－型异质外延和同质外延金刚石膜的在不同温度和磁场下的磁阻，磁阻器件的结构为条形和圆盘形。实验结果表明磁阻强烈依赖于磁场、温度和样品的几何形状，圆盘结构的磁阻大于条形结构，条形结构的磁阻还取决于不同的长－宽比。利用F－S薄膜理论,计算磁场为 5T时条形和圆盘结构的磁阻分别为0.38和0.74，讨论了霍耳效应对磁阻的影响，给出了形状效应的可能机制。

关键词: 磁阻 , 金刚石膜 , 形状效应 , 电导率

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