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關注創(chuàng)建者:320科技工作室 創(chuàng)建時間:2020-02-21
摻雜的視頻教程
應用接觸單元模擬粘結滑移
本課程主要講解應用接觸單元模擬粘結滑移的模型的建立、設置接觸、分析以及后處理部分,讓讀者能夠明白參數(shù)設置以及為什么這樣設置,過程中會摻雜我個人的經(jīng)驗在里面,希望讀者能夠觀看!!!
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摻雜的實例教程
能帶工程能夠實現(xiàn)對載流子濃度和塞貝克系數(shù)的有效調控,而異質元素摻雜是實現(xiàn)能帶工程的主要方法之一。在眾多摻雜元素當中,銅元素由于同時具有+1和+2兩種穩(wěn)定價態(tài),因此是可以對多晶硒化錫進行有效調控的關鍵元素之一。然而,目前硒化錫基熱電材料中的銅摻雜機理仍不明確,例如銅元素的摻雜極限、摻雜對晶體宏觀形貌生長的影響,對微觀尺度下晶格排列的影響,以及主要的摻雜價態(tài)等等仍是研究空白,而探究銅元素的摻雜機理對于實現(xiàn)硒化錫基熱電材料的性能最優(yōu)化調控而言具有重大意義。因此,迫切需要研究基于多晶硒化錫塊體的銅摻雜行為,以實現(xiàn)硒化錫基熱電材料性能的進一步提升,同時,對于探索合適的摻雜元素以進一步提高其熱電性能而言,對銅摻雜機理的深入研究具有非常重要的指導意義。
【成果簡介】
近日,南昆士蘭大學陳志剛副教授以及昆士蘭大學鄒進教授研究團隊首次通過溶劑熱法實現(xiàn)了銅元素重摻雜的p型硒化錫微米級帶狀晶體,其燒結后的塊體材料的ZT值在823K下可達到1.41。這種材料所展現(xiàn)出來的優(yōu)異的熱電性能得益于其較高的功率因子(5.7 μW cm-1 K-2)以及其較低的熱導率(0.32 W m-1 K-1)。該塊體材料的高功率因子來自于通過有效的銅摻雜而實現(xiàn)的高空穴載流子濃度(1.95×1019cm-3),而其低熱導率則源于銅摻雜所導致的密集晶體缺陷,包括強烈的晶格畸變,位錯,微觀晶體彎曲,以及明顯增加的晶界密度,這些晶體缺陷能夠有效地散射不同頻率的聲子,進而有效降低熱導率。
在銅摻雜機理的研究上,該團隊取得重大突破,實現(xiàn)了在溶液法合成環(huán)境下所能達到的銅摻雜的最大濃度(11.8%)。同時,該團隊發(fā)現(xiàn)隨著銅摻雜濃度的提升,硒化錫單晶的擇優(yōu)生長會發(fā)生變化,由板條狀逐漸向帶狀過渡,進而降低了燒結塊體材料的各向異性。
展開 1.合金的摻雜
背景:氫脆和氦脆是影響金屬疲勞壽命和力學、熱學性質的重要因素之一。同時一些非金屬元素也常作為固溶體來改善金屬的性能。從分子層面研究金屬摻雜對金屬結構的影響是非常重要的。我們可以通過試驗數(shù)據(jù)比較,進行隨機摻雜、指定位置摻雜等??梢杂嬎?em>摻雜原子的形成能壘,摻雜后對周圍原子的勢能和結構分布畸變、力學性能、熱導率等,研究摻雜原子對結構的改變而引起的力學、熱學和輻照性能的影響。下面將以NI中摻雜H為例。
2具體實施方式:
2.1. 通過ATOMSK、lammps、MS等方式可以建立自己想要的合金或純金屬模型,比如以lammps建立NI:
此時Ni的結構為FCC,默認按照初始元胞沿x方向復制40倍,y、z方向復制24倍。通過write_datas輸出文件到ovtio中進行觀察。
2.2. 通過自己的需要,通過編程或者lammps中的create_atom進行摻雜
如:create_atoms 2 random 50 12345 NULL overlap 0.8 maxtry 50
表示在全體區(qū)域插入類型為2的原子50個,最小距離為0.8,如果是metal單位,即是0.08nm。而通過自定義編程能實現(xiàn)更多可能性。比如下面通過python程序實現(xiàn)的在Ni原子0.2晶格距離處摻雜H原子。此時可以通過自定義H原子的數(shù)量、位置等信息。同時通過TEM、XRD等實驗手段觀測到的團簇或者具有特定的分布函數(shù),也可以通過編程現(xiàn)實。
2.3在完成摻雜后可以采用displace_atoms等方式計算摻雜原子的移動能壘、也可以進一步計算其輻照、力學、熱學性能。
最后,有相關需求,歡迎通過公眾號聯(lián)系我們.
公眾號:320科技工作室
展開 【圖文解讀】
圖一、室溫下PEA2PbI4二維鈣鈦礦的發(fā)光特性
(a) 錫摻雜前后PEA2PbI4二維鈣鈦礦晶體中激子局域化示意圖;
(b) PEA2PbI4晶體的熒光顯微圖像;
(c) PEA2PbI4:Sn(0.36 %)晶體的熒光顯微圖像;
(d) 室溫下顯微鏡采集得到的PEA2PbI4、PEA2PbI4:Sn(0.36 %)和PEA2SnI4晶體的熒光發(fā)射光譜。
圖二、室溫下PEA2PbI4晶體的熒光特性與錫摻雜濃度的關系
(a) 不同Sn摻雜濃度PEA2PbI4晶體的熒光發(fā)射光譜;
(b) PEA2PbI4晶體的熒光發(fā)射強度和發(fā)射峰位置隨Sn摻雜濃度的變化關系( λex = 470 nm);
(c) PEA2PbI4晶體的熒光量子產(chǎn)率隨Sn摻雜濃度的變化關系( λex = 472 nm,功率密度 ≈ 80 μWcm-2);
(d) PEA2PbI4:Sn(0.36 %)晶體的熒光強度隨激發(fā)光功率的依賴關系。
圖三、錫摻雜PEA2PbI4晶體的熒光發(fā)射半峰寬隨溫度的變化關系
圖四、錫摻雜劑抑制熒光猝滅
(a) 25 K和300 K溫度下錫摻雜(0.36 %)前后2D鈣鈦礦晶體的熒光發(fā)射光譜(λex = 470 nm);
(b) 錫摻雜鈣鈦礦晶體熒光積分強度與溫度的變化關系;
(c) 熒光猝滅的熱激活能與錫摻雜量的關系。
展開 【圖文簡介】
圖一
ZnCu3(OH)6BrF
的結構與摻雜后的態(tài)密度
(a)P63/mmc ZnCu3(OH)6BrF的kagome晶體結構圖
(b)HSE06計算未摻雜的ZnCu3(OH)6BrF,橙色曲線代表一個Cu2+離子的投影態(tài)密度
(c)HSE06計算一個電子采用非化學摻雜進入144個原子的超原胞中的態(tài)密度,橙色曲線代表通過摻雜所得Cu1+極化子的投影態(tài)密度
(d)最高占據(jù)態(tài)的極化子電荷密度(黃色)等值面
圖二 修正DFT得到的電子摻雜ZnCu3(OH)6BrF的態(tài)密度與電荷密度
(a,c)未修正的非化學法摻雜一個電子的ZnCu3(OH)6BrF的態(tài)密度費米能級處的電荷密度
(b,d) 修正參數(shù)λe=2 eV的非化學法摻雜一個電子的ZnCu3(OH)6BrF的態(tài)密度和極化子最高占據(jù)態(tài)的電荷密度
圖三 修正參數(shù)對于電子摻雜
ZnCu3(OH)6BrF
效果的影響
(a)對于電子摻雜的ZnCu3(OH)6BrF,Cu的Cu-O鍵長和磁矩與修正參數(shù)λe的函數(shù)關系
(b)Koopmans定理關于選取修正參數(shù)λe的函數(shù)關系
圖四 修正DFT在Nd
2
CuO
4
體系中的應用
(a)在λe=2 eV、Nd2CuO4的電子摻雜濃度為12.5%時Cu和O(分別是橙色和藍色)的計算態(tài)密度(黑)和投影態(tài)密度
(b)最高占據(jù)態(tài)(EF以下)的電荷密度表明極化子重疊(綠色圈)
(c)沿著特定線的電荷密度,虛線表明1D電荷密度的最小值,對應的極化子直徑為6.4 ?
【小結】
研究人員證明了一系列
展開 (3)摻雜-高溫直接混合酸浸泡對石英粉的提純效果很好,提純后的石英粉雜質含量大幅下降。
(4)摻雜物質、濃度和摻入順序對石英粉提純有一定影響,選取適當?shù)?em>摻雜物質、適量的濃度和合適的摻入順序才能達到最佳提純目的。
資料來源:石英原料中雜質的高沮去除方法研究,作者:洪璐

摻雜的最新內容
P柱和N柱的摻雜濃度和電荷量相互補償,實現(xiàn)?體電荷平衡?(即總正負電荷近似相等)。
在傳統(tǒng)MOSFET中,耐高壓需加厚低摻雜漂移區(qū),導致導通電阻(RDS(on))很高。關斷狀態(tài)?:漏源間加高電壓時,P柱與N柱形成的耗盡區(qū)擴展并相互貫穿,實現(xiàn)高耐壓。
6.3.納米線FET氨氣傳感器
7.摻雜三金屬雙柵垂直TFET的設計與分析
8.如何在Silvaco設計JLTFET和CPTFET生物傳感器結構
9.如何編寫FeFET代碼
學員將學習利用Lumerical Multiphysics(多物理場求解器)構建完整的PIN結模型,設置摻雜濃度、電極位置及偏壓條件,求解得到穩(wěn)態(tài)載流子分布和I-V特性。
在此基礎上,課程將演示光學與電學仿真協(xié)同。通過將電學仿真得到的載流子分布結果導入光學求解器,計算波導模式在有源狀態(tài)下的有效折射率變化(Δn)與損耗變化(Δα)。隨后,重點講解關鍵參數(shù)提取方法。
圖5顯示了K=1.4%和mk=2的摻雜光纖的示例。
非均勻離子對濃度淬滅(PIQ)效應意味著兩個或多個離子之間的能量傳遞速率在時間尺度上明顯快于泵浦速率,因此在所考慮的泵浦功率下,泵浦無法保持兩個離子都被激發(fā)。
二、非均勻離子對濃度淬滅
通過仿真驗證了PIQ對EDFA性能退化的影響。
圖2:微環(huán)調制器結構示意圖
圖3:在Lumerical CHARGE中進行電學仿真
如圖2、3為一個一個基于p-i-n結的硅基微環(huán)電光調制器,微環(huán)部分由p-i-n脊形波導構成,中間部分由本征硅作為波導,兩邊分別為p型和n型重摻雜區(qū)域,通過載流子注入機制實現(xiàn)電壓對載流子濃度的調制。
載流子注入型:
圖1(a)載流子注入型結構示意圖(圖片來自文獻1,2)
圖1(b)載流子注入型原理示意圖(圖片來自文獻1,2)
1) 結構描述:
早期的高速調制器的工作原理多為載流子注入型,采用橫向PIN結構(也有垂直PIN結構),在波導兩側區(qū)域進行高濃度摻雜,而波導中摻雜濃度較低,通過正向偏置PIN結注入少數(shù)載流子。
2022年,Liang等 采用對 包層進行高折射率摻雜以及對 包層進行深刻蝕的設計方式,實現(xiàn)了與標準單模光纖之間的耦合,耦合損耗同樣低于1 dB。2023年,Yu 和He 等人僅用1層 波導且不對 包層進行高折射率摻雜和深刻蝕的端面耦合器,分別在鈮酸鋰波導體系和三五族波導體系中完成了光纖耦合,其耦合損耗分別達到了0.75 dB和1.175 dB。
一期一會 | 什么是電磁學?4個月前
其電導率可通過引入雜質(摻雜)或施加外部場來控制,這種行為構成了晶體管和其他電子組件的基礎。
半導體工程師可以通過施加電場或磁場,改變熱或光暴露,或使摻雜的單晶硅網(wǎng)格變形,來改變半導體的電導率。
半導體器件可作為獨立器件生產(chǎn),或集成到包含兩百萬到上億個器件的電路中,這些器件在單片晶圓上互連。
圖 3 顯示了光波導/二極管區(qū)域內摻雜分布的影響,其中彩色輪廓顯示了兩種不同注入劑量情況下的絕對凈摻雜濃度。
圖 3. 兩種不同注入劑量的凈摻雜濃度,用于研究摻雜濃度對光調制器性能的影響。
第二個示例具有非常大的特征(例如傳輸線)以及集成電場中非常小的特征——光相位調制波導,使用基于網(wǎng)格的工藝仿真器來減少仿真所需的計算資源。
圖1 正極材料熱安全性測試
這些數(shù)據(jù)不僅揭示了材料的熱風險等級,還可用于對比不同配方、包覆工藝或摻雜策略對熱安全性的改善效果,為材料優(yōu)化提供直接依據(jù)。
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TGA/DSC聯(lián)用:同步解析質量變化與熱效應
單純的DSC雖能反映放熱行為,但難以區(qū)分是分解、氧化還是揮發(fā)所致。