| 摘要 | 第5-6页 |
| abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-27页 |
| 1.1 黑硅材料发展历程 | 第11-12页 |
| 1.2 飞秒激光对晶体硅材料的重掺杂 | 第12-13页 |
| 1.2.1 飞秒激光与晶体硅材料的相互作用 | 第12-13页 |
| 1.2.2 飞秒激光重掺杂过程 | 第13页 |
| 1.3 飞秒激光在不同背景气氛下制备黑硅材料 | 第13-19页 |
| 1.3.1 不同气氛下制备的黑硅材料表面形貌特性 | 第14-16页 |
| 1.3.2 不同气氛下制备的黑硅材料杂质元素浓度特性 | 第16页 |
| 1.3.3 不同气氛下制备的黑硅材料光谱吸收特性 | 第16-19页 |
| 1.4 黑硅光电器件的研究现状 | 第19-25页 |
| 1.4.1 黑硅光电探测器研究 | 第19-23页 |
| 1.4.2 黑硅太阳能电池研究 | 第23-25页 |
| 1.5 本文的主要工作 | 第25-27页 |
| 第二章 飞秒激光制备重掺杂黑硅材料 | 第27-46页 |
| 2.1 飞秒激光制备黑硅材料 | 第27-33页 |
| 2.1.1 飞秒激光系统及平台搭建 | 第27-31页 |
| 2.1.1.1 飞秒激光器介绍 | 第27-28页 |
| 2.1.1.2 飞秒激光辅助系统 | 第28-30页 |
| 2.1.1.3 飞秒激光器的开启操作 | 第30-31页 |
| 2.1.2 实验药品及材料 | 第31页 |
| 2.1.3 单晶硅的清洗准备 | 第31-32页 |
| 2.1.4 黑硅材料的制备 | 第32-33页 |
| 2.2 黑硅表面形貌表征 | 第33-36页 |
| 2.2.1 不同激光能量对黑硅表面形貌的影响 | 第34-35页 |
| 2.2.2 混合掺杂气氛对黑硅表面形貌的影响 | 第35-36页 |
| 2.3 黑硅吸收特性分析 | 第36-41页 |
| 2.3.1 积分球光谱仪 | 第36-37页 |
| 2.3.2 混合气氛掺杂对黑硅材料退火前后的影响 | 第37-39页 |
| 2.3.3 硅衬底中热扩散性研究 | 第39-41页 |
| 2.4 霍尔测试 | 第41-45页 |
| 2.4.1 霍尔效应 | 第41-43页 |
| 2.4.2 范德堡法测试样品电阻率和霍尔系数 | 第43-44页 |
| 2.4.3 霍尔测试分析 | 第44-45页 |
| 2.5 本章小结 | 第45-46页 |
| 第三章 替位式重掺杂硅的第一性原理仿真 | 第46-60页 |
| 3.1 第一性原理仿真计算 | 第46-50页 |
| 3.1.1 第一性原理介绍 | 第46页 |
| 3.1.2 密度泛函理论（DFT，Density Functional Theory） | 第46-48页 |
| 3.1.2.1 Hohenberge-Kohn定理 | 第47页 |
| 3.1.2.2 Kohn-Sham方法 | 第47-48页 |
| 3.1.3 能带结构与态密度 | 第48-50页 |
| 3.2 Material studio软件仿真设计 | 第50-54页 |
| 3.2.1 仿真参数设定与仿真计算 | 第50-52页 |
| 3.2.2 仿真缺陷分析 | 第52-54页 |
| 3.3 基于第一性原理的单晶硅掺杂仿真 | 第54-58页 |
| 3.3.1 费米能级的定义 | 第54-55页 |
| 3.3.2 超晶胞Si中掺杂S的能带结构及态密度分析 | 第55-56页 |
| 3.3.3 超晶胞Si中掺杂N的能带结构及态密度分析 | 第56-57页 |
| 3.3.4 超晶胞Si中掺杂F的能带结构及态密度分析 | 第57-58页 |
| 3.4 本章小结 | 第58-60页 |
| 第四章 重掺杂近红外增强型硅光电探测器 | 第60-71页 |
| 4.1 基于黑硅的PIN光电二极管 | 第60-63页 |
| 4.1.1 硅基PIN器件工作原理 | 第60-62页 |
| 4.1.2 黑硅PIN光电二极管的制备 | 第62-63页 |
| 4.2 S原子重掺杂对器件近红外响应度的影响 | 第63-65页 |
| 4.3 Silvaco软件对重掺杂PIN器件的验证性仿真 | 第65-69页 |
| 4.3.1 Silvaco软件介绍 | 第65-66页 |
| 4.3.2 器件参数设计 | 第66-67页 |
| 4.3.3 结果分析对比 | 第67-69页 |
| 4.4 本章小结 | 第69-71页 |
| 第五章 总结与展望 | 第71-73页 |
| 5.1 总结 | 第71-72页 |
| 5.2 展望 | 第72-73页 |
| 致谢 | 第73-74页 |
| 参考文献 | 第74-79页 |
| 硕士期间取得成果 | 第79-80页 |
