前言

微电子和光电子器件是现代信息技术的硬件基础．半导体硅(Si)是当前制备微电子器件最重要的材料，但由于其间接带隙的能带结构和弱的电光效应，限制了在光电子器件方面的应用．几十年来，人们一直在探索能在单块Si片上集成微电子器件和光电子器件的途径，如果这一技术被突破，无疑将对未来的通讯、显示、计算机等信息技术产生深远的影响．     

二维金纳米微粒有序阵列的制备

对于用十二烷基硫醇包覆的金纳米微粒，用Langmuir-Blodgett(LB)技术制备了二维金纳米微粒有序阵列．在单纯的硫醇包覆的金纳米微粒形成的LB膜中，由于硫醇分子之间的疏水相互作用，容易导致金纳米微粒的自组织而在LB膜中形成缺陷．为了改善金纳米微粒的成膜性能和提高金纳米微粒阵列的有序性，正十二醇作为添加剂和润滑剂加入到金纳米微粒的氯仿溶液中与金纳米微粒一起形成LB膜．用透射电子显微镜对金纳米微粒的二维阵列进行了表征．结果表明，正十二醇的加入可以有效地减少用LB技术制备的二维金纳米微粒阵列中的缺陷，提高金纳米微粒阵列的有序性．     

含氢a-Si:H/SiO2多层膜的蓝光发射及其发光机理研究

在等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统中, 采用a-Si:H层淀积与原位等离子体氧化相结合逐层生长的方法成功制备了一个系列的不同a-Si:H子层厚度的含氢a-Si:H/SiO₂多层膜, 在室温下用肉眼观察到了较强的光致蓝光发射, 与此同时还观察到其发光峰峰位和吸收边随a-Si:H子层厚度的减小而逐渐蓝移. 对a-Si:H/SiO₂多层膜的蓝光发射机制及氢的作用进行了分析和讨论.     

包含纳米硅(nc-Si)晶粒MOS结构中的共振隧穿和库仑阻塞现象

采用等离子体氧化和逐层(layer-by-layer)生长技术在等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统中原位制备了Al/SiO2/nc-Si/SiO2/p-Si纳米结构.利用变频电容-电压测量研究了该结构的电学性质,在室温下首次观察到电容峰现象.实验得到的单电子库仑充电能与理论上用电容模型算得的结果一致.     

面向21世纪的Si基光子学

Si基光子学是近年来在半导体光电子学和纳米材料科学领域中迅速发展起来的一个新型分支学科,旨在研究各类Si基低维材料的发光特性,各种Si基光子器件的设计与制作,并进而实现用于现代光通信技术的全Si光电子集成电路。预计在未来10年内,随着Si基纳米材料发光效率的提高,器件制备技术的进步和光电子集成工艺的成熟,Si基光子学的研究将出现重大突破性进展,并很有可能引发一场新的信息技术革命。本文着重介绍了用于Si基光电集成的光子学材料、器件与工艺在近3~5年内所取得的研究进展,并预测了它们的未来发展趋势。     

非晶态材料某些思想的由来

《非晶态固体杂志》(Journal of Non-CrystallineSolids)的区域编辑问我,如何解释目前对非晶态材料产生的广泛兴趣.我想,问我这个问题的原因在于:我是第一个完全由于在非晶态材料方面的工作而获得诺贝尔奖金的物理学家.对此我只能谈一些个人的看法.如果我是赛罗克斯(Xerox)研究实验室的成员,在有人做这方面理论工作之前几年就已利用无定形硒的光电性质,我相信我的观点会完全不同.如果我是一个在皮尔金坦(Pilkington)或科宁(Corning Glass)玻璃企业中工作的玻璃技术专家,我的观点也会不同.然而,我是作为一个固态理论家来接触这个问题的,几乎是从最早的时候,也就是当1930年量子力学刚被用来说明金属和半导体中电子的行为时,我就已经从事于固态物理学的研究工作了.量子力学对固体中电子     

氢等离子体退火对氢化非晶硅结构有序度的影响

室温下利用氢等离子体退火技术对氢化非晶硅(a-Si：H)薄膜进行处理，通过傅立叶红外、光吸收、拉曼光谱3种测试手段对非晶硅的微结构进行了分析，发现不同的退火时间对a—Si：H的微结构影响很大，氢等离子体在与薄膜的化学反应过程中主要表现为原子氢(H^0)与薄膜的反应．化学势很高的H^0能将Si—Si弱键转变成Si—Si强键．硅网络结构发生弛豫，使结构由无序向有序转变，从而能够降低晶化温度与退火时间．