超薄无定形氮化碳与硅的共价异质结构用于高性能垂直光电二极管

碳氮化物(Carbon Nitride, CN)作为一种二维n型半导体材料,因其优异的光催化活性和稳定性,在光驱动能量转换和环境应用中展现出巨大潜力。然而,尽管CN在光催化领域表现出色,其在光电子器件中的应用却受到限制,尤其是在硅(Si)基光电子器件中。主要原因在于缺乏能够大规模制备高质量、均匀且可加工的CN薄膜的合成方法。现有的合成方法,如纳米片分散涂层、液-固界面合成、高温退火等,虽然在一定程度上实现了CN薄膜的制备,但在晶圆级均匀性、表面粗糙度以及与硅的界面结合强度等方面仍存在不足。这些问题导致CN与硅的异质界面存在大量缺陷,阻碍了载流子的传输,进而限制了器件性能的提升。 为了解决这些问题,研究人员提出了一种新型的合成方法,通过两步化学气相沉积(CVD)和氢气氛退火工艺,成功在硅上制备...

半导体-压电异质结构中巨大的电子介导声子非线性

半导体-压电异质结构中巨大的电子介导声子非线性

半导体-压电异质结构中巨大的电子介导声子非线性 现代科学技术中,信息处理的效率和确定性是决定其应用潜力的关键。光学频率上的非线性光子相互作用已经在经典和量子信息处理上展示了巨大的突破。而在射频范围内,非线性声子相互作用也同样有潜力带来革命性变化。本文通过异质集成高迁移率半导体材料,展示了一种能够有效增强确定性非线性声子相互作用的方法。 研究背景 作者开展这项研究的原因在于目前非线性声子相互作用的材料非常有限,不能通过材料本质上的声子非线性实现高效率的频率转换。尽管一些材料(例如铌酸锂)已经展示了一些电-声效应和非线性压电效应,实现了三波和四波混频过程,但仍未达到高效的频率转换。因此,该研究旨在通过半导体材料的引入,增强声子-电子混合效应,提升非线性声子相互作用的强度和效率。 研究来源和作者背...