激光分子束外延制备薄膜技术

激光分子束外延制备薄膜是在传统分子束外延和普通激光淀积技术基础上发展起来的,以原子层、原胞层尺度研制薄膜的技术和方法．简要介绍了激光分子束外延的装置和工作原理、特点与优势及其研究内容,并对其应用前景进行了展望.     

激光分子束外延ZnO薄膜的缺陷发光研究

利用激光分子束外延方法在温度为573 K的单晶硅(100)衬底上制备了不同氧压条件下的氧化锌薄膜,对其结构和光学特性进行了研究.结果表明:所有的ZnO薄膜都具有很好的C轴择优取向.在氧压为1 Pa时,薄膜紫外发光最强,半高宽最窄(101 meV).变温发光光谱表明:当温度从80 K升至室温时,制备氧压为1 Pa的薄膜未发现可见光发射;而制备氧压为30 Pa的薄膜随着测量温度的降低,出现了可见光发射,并且随着测量温度的降低,与氧空位、氧占位和氧替锌位相关的缺陷发光峰出现红移,而与氧替锌位发光峰相近的锌位缺陷发光峰出现蓝移.     

锗硅分子束外延层与衬底界面的电镜研究

使用分子束外延技术制和轩了应变锗硅外延薄膜，并在不同温度下对样品等时热退火处理；采用侧面透射电子显微镜对退火样品进行观测，获得有关高温退火后锗硅外延层与硅衬底界面的位错生长情况，采用高分辨电子显微镜观测样品退火以前的显微结构，表明样品在８５０℃退火温度时出现的位错生长是一种混合型热松弛机理。     

分子束外延中杂质扩散系数的确定

我们发展了一种分子束外延（ＭＢＥ）过程中杂质扩散系数新的确定方法：根据ＭＢＥ后的杂质浓度的分布，运用粒子数守恒定律和有限差分直接确定杂质的扩散系数。该方法简化了传统方法的工序，数值计算结果与已有的结果一致。     

分子束外延InAs量子点材料的透射电子显微镜研究

报道了利用分子束外延技术在（００１）ＧａＡｓ衬底上生长的单层及多层ＩｎＡｓ量子点材料的透射电子显微镜（ＴＥＭ）研究结果,并对量子点的结构特性进行了讨论。结果表明,多层量子点呈现明显的垂直成串排列趋势;随着ＩｎＡｓ量子点层数的增加,量子点的密度下降,其尺寸随层数的增加趋向均匀,在试验条件下,５层量子点材料的ＩｎＡｓ量子眯厚度和ＧａＡｓ隔离层的厚度的选择都比较合理,其生长过程中的应变场更有利于自组织量     

面向HgCdTe红外焦平面探测器应用的分子束外延材料研究进展

报道了针对第三代碲镉汞红外焦平面的应用需求进行的碲镉汞分子束外延研究进展.面向大规模HgCdTe红外焦平面探测器的应用,开展了大面积替代衬底上的分子束外延技术研究,报道了在大面积替代衬底上的碲镉汞分子束外延材料的晶体质量、表面形貌和组份均匀性的改善方法和研究结果.512×512及以上规模的中波、短波碲镉汞面阵器件制备验证表明Si基碲镉汞材料满足应用需求.围绕甚长波红外焦平面探测器及雪崩红外焦平面探测器的研制需要,开展了低缺陷的ZnCdTe基碲镉汞分子束外延研究.外延获得的HgCdTe外延材料均匀性得到明显提高.经过外延条件的优化,厚度为10μm的HgCdTe/ZnCdTe(组分x=0.22)分子束外延材料位错密度最好结果为3×104 cm-2,双晶半峰宽小于25弧秒.     

无斜率选择的分子束外延方程两阶能量稳定的线性格式

针对无斜率选择的分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)模型,考虑了一种新的正则项设计和非线性项外推,得到了一种新的线性求解和能量稳定的数值格式,并从理论上证明了这种格式具有两阶时间精度.数值实验验证了格式的误差精度和能量下降等性质.     

GaAs（001）衬底上经双缓冲层生长的Hg1—xCdxTe—HgTe超晶格结构

用X－射线衍射测定了分析束外延（MBE）法生生长的Hg1-xCdxTe-HgTe超晶格样品在（001）附近的扫描徊摆曲线,并用动力学理论模拟计算出衍射曲线,产验曲线与理论计算基本上相符合,由实验衍射曲线计算出的超晶格周期长度,阱HgTe层厚度及垒Hg1-xCdxTe层厚度与模拟计算的相一致,用透射电子显微镜（TEM）对同一样品的横截面进行了分析,对CdTe/ZnTe/GaAs异质结界面失配位错的组态特征进行了研究,证明用CdTe/ZnTe作为双缓冲层比单一的CdTe有较好的效果,截面TEM稿分辨率明场象显示Hg1-xCdxTe-HgTe超晶格的生长较为成功,界面较为平整,由截面TEM高分辨明场象观测的周期长度与X－射线衍射测定的结果相接近。     

锗锡薄膜的分子束外延生长及退火研究

无应变锗锡(GeSn)合金在Sn的摩尔组分高于8%时能够转变为直接带隙材料,适合于制备硅基光电子器件.分子束外延(MBE)在高纯度GeSn制备、Sn组分和异质界面的精确调控上具有巨大的优势.然而,由于Sn在Ge中的固溶度低(<1%)、Ge与α-Sn晶格失配大(约14.7%),高Sn组分、应变弛豫直接带隙GeSn薄膜材料的MBE制备仍是一个巨大的挑战.本文综述了MBE制备高Sn组分GeSn薄膜及弛豫GeSn薄膜压应变的相关研究.首先介绍了低温MBE技术外延高Sn组分GeSn薄膜的方法及生长应变弛豫GeSn薄膜的挑战.之后给出GeSn薄膜的快速热退火行为与厚度的依赖关系,基于临界厚度模型捋清了退火过程中GeSn薄膜的应变弛豫与Sn偏析的竞争机制;最后介绍了快速热退火对GeSn薄膜发光特性的影响,提出采用快速热退火制备应变弛豫的Sn组分渐变GeSn异质结,通过载流子自限制增强MBE生长GeSn薄膜的光致发光强度.     

分解GaP源固态分子束外延生长InGaP/GaAs的结构和性能

采用分解GaP这一新型固态P源分子束外延在GaAs衬底成功制备了InGaP外延薄膜.3μm厚的InGaP外延层低温荧光峰位是1.998 eV,半峰宽为5.26 meV.双晶摇摆曲线的线宽同GaAs衬底相近.霍尔测量非故意掺杂InGaP外延层的室温迁移率同其他源或其他方法生长的外延层结果类似.     

热壁外延（HWE）制造PbTe／PbSnTe异质结和超晶格

本文于国内首次报导，利用简化的热壁外延（ＨＷＥ）装置在ＢａＦ２（１１１）衬底上生长了Ⅳ－Ⅵ族半导体单晶外延层，制备了ＰｂＴｅ／ＰｂＳｎＴｅ异质结和具有２０个周期的超晶格。测试结果表明，所制备的外延层的晶体结构完美，异质结具有良好的整流特性。通过Ｘ－光衍射求出了超晶格的周期。超晶格样品（２２２）衍射峰的卫生峰不对称，说明样品内有应变。     

“第八届全国分子束外延学术会议”征文

"全国分子束外延会议"每两年举办一次,旨在展示中国在分子束外延及其相关领域的新进展、新动态、新成果,交流、探讨分子束外延发展中存在的问题和未来的主要发展方向,拓宽分子束外延的应用领域,促进分子束外延技术及其相关领域科学技术     

GaAs(001)衬底上经双缓冲层生长的Hg_(1-x)Cd_xTe-HgTe超晶格结构

用 X-射线衍射测定了分子束外延 ( MBE)法生长的 Hg1-x Cdx Te- Hg Te超晶格样品在 ( 0 0 1 )附近的扫描徊摆曲线 ,并用动力学理论模拟计算出衍射曲线 ,实验曲线与理论计算基本上相符合 .由实验衍射曲线计算出的超晶格周期长度 ,阱 Hg Te层厚度及垒 Hg1-x Cdx Te层厚度与模拟计算的相一致 .用透射电子显微镜 ( TEM)对同一样品的横截面进行了分析 ,对 Cd Te/Zn Te/Ga As异质结界面失配位错的组态特征进行了研究 .证明用 Cd Te/Zn Te作为双缓冲层比单一的 Cd Te有较好的效果 .截面 TEM高分辨率明场象显示 Hg1-x Cdx Te- Hg Te超晶格的生长较为成功 ,界面较为平整 .由截面 TEM高分辨率明场象观测的周期长度与 X-射线衍射测定的结果相接近     

离化原子团束外延ZnSe单晶薄膜

本文报道了用离化原子团束（ＩＣＢ）技术在ＧａＡｓ（１００）上外延ＺｎＳｅ单晶薄膜的研究结果。采用单源喷发并用电子能谱分析了外延薄膜的成分。用互光衍射和ＲＨＥＥＤ研究了外延ＺｎＳｅ单晶薄膜结构和外延质量。得到了摆动曲线半高宽为１３３＂，并具有原子水平平整程度的ＺｎＳｅ（１００）单晶薄膜。     

分子束外延(MBE)生长方程标度奇异性的动力学重整化群分析

采用表面界面生长方程动力学标度奇异性的动力学重整化群理论,分析了线性和非线性分子束外延生长方程(molecular-beam epitaxy (MBE))的动力学标度奇异性.结果表明,生长方程的动力学标度性质与基底的维数d有关,只有d的取值满足一定条件时,生长方程才会出现奇异动力学标度行为,这和使用直接标度分析方法得到的结果一致.     

InAsPSb／InAs四元系异质结液相外延

利用液相外延技术，考察了与ＩｎＡｓ衬底晶格匹配的ＩｎＡｓＰＳｂ四元系化合物生长条件对外延层晶体质量的影响．