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锑化物自组织量子点的MOCVD制备研究及热光伏器件结构模拟

杨皓宇  
【摘要】:锑化物材料及其构成的量子点等低维结构由于其独特性质而被广泛关注,主要应用于红外探测器,红外激光器及热光伏器件等方面。利用金属有机气相化学沉积(MOCVD)技术在GaAs衬底上制备GaSb和InSb二元化合物半导体的量子点结构,并通过研究生长参数对量子点形貌的影响,制备出低尺寸,高密度且分布均匀的锑化物量子点。对于GaSb/GaAs量子点结构,通过系统的研究各生长参数对量子点表面形貌的影响,并利用热力学及生长动力学等理论对其进行了解释。优化后的GaSb量子点密度可达1010cm2量级,高度约为4nm。由于InSb/GaAs晶格失配较大,研究了生长时间对量子点生长模式的影响,并优化了生长温度,反应室压强及气相V/III等生长参数,最后解释了不同InSb量子点形状的成因。 首次使用Silvaco/Atlas软件设计、模拟并优化了GaSb/GaInAsSb单结及双结(叠层)热光伏电池,给出了各子电池器件参数对单结及叠层电池特性的影响,得到了优化后的器件结构。分析了工作温度及辐射温度等温度参数对单结及叠层电池输出特性的影响。


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