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本文研究的主要内容为氢化纳米硅(nc-Si: H)/单晶硅(c-Si)异质结二极管的能带结构和输运特性。基于nc-Si: H薄膜的异质结二极管近年来凭借其在理论研究和实际应用的潜在价值受到了密切关注,而深入地研究nc-Si:H/ c-Si器件的电学输运和界面特性,我们才能得到nc-Si:H/ c-Si异质结的正确能带结构,以及在各个温度范围内的输运机制,并为设计性能更好、用途更广的异质结二极管提供理论依据。本文首先对nc-Si:H材料以及nc-Si:H/c-Si异质结相关领域的研究现状作了一个介绍,包括其生长方法,物理特性,应用前景等方面的工作;而其中关于nc-Si:H/c-Si异质结二极管的能带结构和输运特性等方面的研究工作还非常缺乏,但对物理机理的研究和器件性能的提高至关重要。针对这一现状,把本文工作重点集中在以下几个方面:实验硬件设备的搭建和软件开发,nc-Si:H/c-Si异质结二极管的能带结构、异质结界面特性、二极管在不同温度区间的输运特性,以及器件在低温下的量子输运特性等。实验设备和测试方法方面,本文详细介绍了电容—电压—温度谱和电流—电压—温度谱测试系统的硬件搭建和软件开发,重点介绍了半导体材料/器件电学特性测量系统中所需用到的Agilent 4284A LCR Meter,15065A外置电压式偏压测试盒,Keithley 2400源表和2182纳伏表的基本特性以及使用注意事项,以及程序的操作界面和使用方法;另外,本文还利用商用的二极管对所搭建的电学测试系统进行了正确性验证,以保证实验测量的可靠性。该系统的搭建也为其他半导体材料/器件的测量提供了便利。理论分析和计算方面,文本重点介绍了利用电容—电压谱测量PN结物理特性的经典方法和新颖的C-V Matching数值回归分析方法基本理论,并利用这两种方法对nc-Si:H/c-Si异质结二极管的电容—电压谱和能带结构进行了详细的计算和分析,得到了明确的能带断裂参数和界面电荷密度的数值。对于氢化纳米硅/单晶硅异质结二极管的电流—电压谱和不同温度下的输运机制,本文运用一般整流模型作为理论依据,对不同温度下二极管的输运特性和参数进行了定性分析和定量计算,明确了低温区遂穿占主导,高温区非遂穿占主导,中温区为过渡区域的结论。另外,本文还对高有序度的nc-Si:H/ c-Si异质结的周期性负微分电导现象做了较为深入的探讨。