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物理学院学术报告预告:一个应用广泛的新材料系列-稀土元素掺杂氧化物半导体材料——以Sm掺杂TiO2为例

物理学院 2024-07-12 20:48 浏览:

报告题目:一个应用广泛的新材料系列:稀土元素掺杂氧化物半导体材料——以Sm掺杂TiO2为例

告 人:赵新为 东京理科大学教授,博士生导师

报告时间:2024/07/15 周一 10:30-11:30

报告地点:莲花街校区D204会议室

告人简介

赵新为 教授,博导。东京理科大学教授,天津市特聘讲座教授,东南大学特聘教授。1982年天津大学电子工程系半导体物理与器件专业毕业,同年作为清华大学代招国家首批出国研究生,学习日语后赴日留学。1985年获东京大学电子工学硕士学位,1988年获东京大学电子工学博士学位。现任东京理科大学理学部物理学科教授、博导。专业领域为半导体纳米材料与器件、半导体光电、新能源与固态离子电池。在国际重要期刊上已发表论文200余篇,著有《低维量子器件物理》等专著。纳米硅半导体材料领域的开拓者之一,多家专业杂志编委,国际学会组委。同时担任教育部长江学者评审专家、教育部春晖计划支援西部活动代表。日本物理学会、应用物理学会、美国材料学会,中国物理学会等会员。

报告简介

稀土掺杂氧化物半导体光学材料环境负荷低,制备设备要求相对廉价,并且可以覆盖整个可见光区和近红外光区,是半导体光电转换材料研究的一个重要领域。在氧化物半导体中,稀土离子通常替代金属原子,被O配位体包围形成准稳态的发光中心,其发光强度与稀土离子的结晶对称性息息相关。 此项研究选择Sm作为发光中心,宽禁带半导体的TiO2可以作为Sm3+离子发光的窗口,最大限度的利用Sm离子的发光。一般来讲,Sm掺杂的TiO2(TiO2:Sm)薄膜在室温下会发出强烈的红光和红外光。本研究通过脉冲激光溅积法和后退火工艺制备了单相锐钛矿型TiO2:Sm薄膜。可以看到,存在一个清晰的退火温度窗口,在这个范围内Sm原子的结晶配位场由O离子6配位变成4+2配位。并且,在此发光窗口之间,高阻的TiO2的电子浓度提高了2个数量级,形成一个室温下可进行电注入的n型半导体材料。我们利用700oC的最佳退火温度,制备了n+-ITO/TiO2:Sm/p-NiO/p+-Si异质结LED,可以在室温和较低阈值下工作。TiO2:Sm材料还具有室温铁磁特性和光催化性能。我们制备了海胆型TiO2粉末,它比其它结构具有更好的光催化特性。TiO2:Sm还是一种在高温区域中的良好热电材料。

欢迎广大师生参加。


物理学院
2024年7月12日


(责任编辑:李翰



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