第122期 2016年9月刊
 
 
 
發行人:林恭如所長  編輯委員:吳肇欣教授  主編:林筱文  發行日期:2016.09.30
 
 

MBE growth of the highly mismatched alloy InAsPSb

Professor Hao-Hsiung Lin

Graduate Institute of Photonics and Optoelectronics, National Taiwan University

臺灣大學光電所 林浩雄教授

Because of the strong internal bond distortion resulting from highly mismatched bond lengths, the InPSb and InAsPSb alloys are with a lot of peculiar properties which have not been fully understood yet. We used VG V80H GSMBE to grow the two alloys on InAs and GaAs. Also, with the surprising property that the lattice constant of InAsPSb remains approximately equal to that of InAs, we can treat the quaternary alloy as a buffer layer between GaAs and InAs. Results show that the buffer layer is feasible, although there are some stacking faults in the interface.

Fig. 1. XRD of InPSb grown on InAs and GaAs substrates. C3723 shows a sharp and narrow-line width epilayer signal without phase separation.

Fig. 2. XRD of InAsPSb grown on InAs and GaAs substrates. No matter how the composition changes, the diffraction angles of InAsPSb keep approximately equal.

                      

Fig. 3. (004) and (115) RSM of InAs/InAsPSb/GaAs structure.

Fig. 4. HRTEM cross-section view of InAs/InAsPSb/GaAs structure.

 

     
 
 
論文題目:高效率異質接面太陽能元件

姓名:王新平   指導教授:林恭如教授、何志浩教授

 

摘要

為了得到高效率的太陽能電池,同時考慮元件光與電特性是必要的。本論文中,將探討不同材料之異質接面太陽能元件之光電同步設計。為了克服高表面缺陷的奈米結構帶來的電性影響,包含奈米及微米的階層結構被用來取代傳統高表面積體積比的奈米結構,能夠達到比傳統奈米結構更佳的抗反射效果。就電性而言,利用適當的化學表面拋光,能大大提升載子生命期,與傳統微米金字塔結構不相上下,又同時保有奈米結構的高載子蒐集效率徑向p-n結構。

圖一、階層結構加上表面缺陷狀態密度設計示意圖
圖二、矽基異質結構光陰極光陽極設計示意圖


 
 
 

— 資料提供:影像顯示科技知識平台 (DTKP, Display Technology Knowledge Platform) —

— 整理:林晃巖教授、林暐杰 —

紙上石墨烯

傳統印刷紙具有可達3微米數量級的表面粗糙度,使得它並非是光電元件的理想基板。如今,Emre Polat和在土耳其安卡拉的比爾肯大學之同事(ACS Photon. 3, 964–971; 2016),開發了使用在傳統印刷紙張的石墨烯,製作成通電可重構之光電顯示器;透過阻止帶間電子躍遷可以對於多層石墨烯塗覆的紙張之光學響應進行電控調制。

通訊作者Coskun Kocabas告訴Nature Photonics的編輯,其主要動機是創造一個新的光電架構可兼容於印刷紙張。Kocabas解釋說:「我們想製作一個可以在印刷紙張上顯示信息的電控可調制顯示裝置」;「有些科技基於顆粒的電泳運動、熱致變色染料和液體電濕潤等已經發展到電子紙的實現,其具有應用於消費電子產品的巨大潛力。然而與這些技術以電子紙為目標作對比,這些技術無法和一般基於纖維素的印刷紙張相容。」

圖一、(a) 製作完成具有連接佈線的紙顯示器照片。(b) 採用被動式矩陣在透過電子開關箱所控制的各種電壓配置與其應對的紙顯示器上的可重構圖案之照片。

圖二、利用連續化學氣相沉積法製作具有多層石墨烯的鎳箔之示意圖。

為了製作這樣的結構,研究團隊採用化學氣相沉積法,並以甲烷作為碳源,在鎳箔上合成多層石墨烯。然後將鎳箔蝕刻掉,留下石墨烯薄膜在水面上。浸沒300微米厚的印刷紙張進入液體將石墨烯薄膜轉移到紙張上,然後在70℃下乾燥,留下的多層石墨烯纖維的共形塗層。

沒有電偏壓的塗層像金屬,但施加電壓至接近3伏特,材料變暗,變成為半透明與經歷顏色變化,這過程可用於顯示技術。不僅顯示裝置比較薄,但同時又具有導電性與機械可撓性;並且該結構可被切割或折疊。

到目前為止,比較大的光電元件,經由外部電子驅動已被成功展示。但是Kocabas提到,下一步驟是希望製作由小畫素與積體驅動電路整合的一個全功能的電子紙。使用石墨烯電晶體來驅動在紙上像素,或者整合紙基板上的具有石墨烯電極的電池,都是新的光電器件未來令人興奮的可能性發展。

 

 

參考資料:

1. David Pile, Nature Photonics 10, 506(2016)

doi:10.1038/nphoton.2016.147 Published online 28 July 2016

2. Polat, Emre O., et al. "Graphene-Enabled Optoelectronics on Paper." ACS Photonics 3, 964-971(2016)

doi:10.1021/acsphotonics.6b00017

   
 
 
 
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