掠入射荧光XAFS研究(Ge_4/Si_4)_5/Si(001)超晶格的结构

本文用掠入射荧光XAFS研究 (Ge4/Si4) 5 /Si(0 0 1 )形变超晶格的局域结构 .超晶格中的Ge Ge和Ge Si第一配位键长分别为RGe Ge =0 .2 43nm和RGe Si =0 .2 38nm ,与晶态Ge(RGe Ge =0 .2 45nm)和共价Ge Si键长RGe Si =0 .2 40nm相比 ,其配位键长缩短了 0 .0 0 2nm ,表明Ge原子周围的晶格产生了扭曲 ,Ge Ge配位数为 1 .8和Ge Si配位数为 2 .2显然偏离了理论的配位数Ge Ge为 3和Ge Si配位数为 1 .我们提出Ge和Si原子的位置交换模型来解释 (Ge4/Si4) 5 超晶格的界面结构     

掠入射荧光XAFS研究(Ge4/Si4)5/Si(001)超晶格的结构

本文用掠入射荧光XAFS研究(Ge4/Si4)5/Si(001)形变超晶格的局域结构.超晶格中的Ge-Ge和Ge-Si第一配位键长分别为RGe-Ge=0.243 nm和RGe-Si=0.238 nm,与晶态Ge(RGe-Ge=0.245 nm)和共价Ge-Si键长RGe-Si=0.240 nm相比,其配位键长缩短了0.002 nm,表明Ge原子周围的晶格产生了扭曲,Ge-Ge配位数为1.8和Ge-Si配位数为2.2显然偏离了理论的配位数Ge-Ge为3和Ge-Si配位数为1.我们提出Ge和Si原子的位置交换模型来解释(Ge4/Si4)5超晶格的界面结构.     

Ge纳米结构的制备技术与发光特性研究进展

Si基纳米发光材料与器件的研究是目前半导体光电子技术领域中的一个活跃前沿.除了Si纳米晶粒、Si量子点和Si/SiO2超晶格等Si纳米结构之外,属于同族元素的Ge纳米结构也因其所具有的优异特性,而呈现出良好的发光性能.评述了Ge纳米结构的制备方法与发光特性在近年内取得的研究进展.     

a-Si:H/a-Si_(1-X)C_X:H 超晶格的光学性质

本文报导了未掺杂的 a—Si∶H/a-si_(1-x)C_x∶H 超晶格的 PPC 效应及光学带隙的兰移现象.通过红外测(?)发现:(Si—C)键的吸收强度随超晶格界面数的增加而增大.     

直接带隙硅基超晶格Ⅵ_((A))/Si_m/Ⅵ_((B))/Si_m/Ⅵ_((A))的设计

Si基光发射材料由于它具有与先进的Si微电子技术兼容和成本低廉的优势,是光电子集成(OEIC)工程应用的首选材料.但由于体材料Si属于间接带隙半导体,不可能成为有效的光发射体.如何设计具有直接带隙硅基材料,备受实验研究工作者和材料设计理论工作者的关注.本文介绍一种新的硅基超晶格Ⅵ(A)/Sim/Ⅵ(B)/Sim/Ⅵ(A)的能带结构计算.在密度泛函理论框架内,采用混合基从头算赝势法模拟计算表明,其中Se/Si6/O/Si6/Se及Se/Si6/S/Si6/Se超晶格具有相当理想的直接带隙特征,其带隙处于红外波段.预期这类新材料及有关器件会有优越的光发射和各种光学性能,其制作也可较方便地与硅微电子工艺兼容.预计该材料在信息光电子领域将有强大的应用潜力.     

紧束缚方法计算Ⅲ-Ⅴ族半导体(311)B表面电子结构

本文用紧束缚方法计算了Ⅲ-Ⅴ半导体化合物GaP、GaAs、AlAs和InAs(311)B表面的表面电子结构.半导体材料的体电子结构采用考虑次近邻相互作用的sp3模型描述,表面电子结构通过求解形式散射理论的格林函数方程得到.我们给出了四种半导体材料的表面投影能带结构和与它们相对应的各个表面态,讨论了各个表面态沿表面布里渊区高对称线Γ-Y-S-X-Γ的色散关系.通过比较给出了Ⅲ-Ⅴ半导体化合物GaP、GaAs、AlAs和InAs等(311)B表面共同的表面电子结构特征.     

紧束缚方法计算Ⅲ-V族半导体(311)B表面电子结构

本文用紧束缚方法计算了Ⅲ V半导体化合物GaP、GaAs、AlAs和InAs(311)B表面的表面电子结构 .半导体材料的体电子结构采用考虑次近邻相互作用的sp3 模型描述 ,表面电子结构通过求解形式散射理论的格林函数方程得到 .我们给出了四种半导体材料的表面投影能带结构和与它们相对应的各个表面态 ,讨论了各个表面态沿表面布里渊区高对称线Г Y S X Г的色散关系 .通过比较给出了Ⅲ V半导体化合物GaP、GaAs、AlAs和InAs等 (311)B表面共同的表面电子结构特征     

化合物半导体体材料和特性

化合物半导体体材料是除元素半导体材料Si、Ge外的另一类重要的半导体材料。它作为基础材料，在电子学和光学方面的应用变得日益重要。在对Ⅲ—Ⅴ、Ⅱ—Ⅵ、Ⅳ—Ⅵ族、GaN和SiC等半导体材料所进行的大量研究和应用中，高质量的GaP、GaAs、S-I、GaAs和InP等化合物单晶体材料都是必不可少的。     

表面品格振动的高分辨电子能量损失谱研究

阐述了利用高分辨电子能量损失谱(HREELS)研究表面晶格振动的原理和方法,结合2种不同类型的半导体GaAs(110)和Si(111)表面声子谱的实验观察,讨论了表面声子谱的特征。确定了GaAs(110)剖理面在液氦温度下及Si(111)剖理面在室温下的表面声子能量分别为35.6和56meV,其1次增值峰对损失峰的相对强度分别为0.002和0.1。     

三元混晶核壳量子点中的光学声子模

采用介电连续模型和改进的无规元素等位移模型研究了含三元混晶的球形核壳量子点中的光学声子模,选取GaAs/Al_xGa_(1-x)As和ZnS/Zn1-xCdxS两种球形异质结构进行了数值计算.结果表明,含双模型三元混晶的GaAs/Al_xGa_(1-x)As量子点中存在五支界面/表面光学声子模,含单模型三元混晶的ZnS/Zn1-xCdxS量子点中存在三支界面/表面光学声子模,且两种结构中的界面/表面光学声子模频率随组分x呈现明显的非线性变化,当量子数l较小(l≤7)时,声子模的频率对混晶组分x和壳层厚度的依赖性较大.     

Ar~ 离子注入对Ge/GaAs(100)异质结能带偏离影响的XPS研究

用X光电子能谱(XPS)方法研究了界面特性和Ge/GaAs(100)异质结的能带偏离关系。实验表明,当在清洁的GaAs(100)表面生长Ge异质结时,其价带偏离(△E_v)与界面特性无关,而在Ar离子注入的GaAs(100)表面上生长的Ge异质结,其价带偏离与Ar~ 离子的浓度分布有关。     

AlGaAs/GaAs超晶格价带的自旋劈裂

对由Al_yGa_(1－y_As，Al_xGa_(1-x)As和GaAs三种材料构成的超晶格价带的自旋劈裂进行了研究．通过改变材料组分和层厚，发现当超晶格单胞对其中心点是不对称结构时，对应的自族向上和自族向下的子带产生劈裂，而且劈裂主要发生在重空穴带和轻空穴带相互作用较强的地方．     

环境友好半导体Ca2Si晶体生长及其性能研究

环境友好半导体材料Ca2Si晶体是直接带隙半导体,在室温下,其禁带宽度为1.9 eV,且在4.5 eV以下能量范围内,Ca2Si的光吸收系数大于β-FeSi2,因此,有望使用Ca2Si开发发光二极管、高效率太阳能电池等.综述了近年来Ca2Si的晶格特性、光电性质及其制备方法的研究进展,由于现有的制备方法不适合大面积的制备Ca2Si材料,因此,提出了利用磁控溅射技术制备Ca2Si材料的设想.展望了Ca2Si的应用前景,探讨了当前Ca2Si研究领域中存在的问题.     

XAFS在稀浓度体系和超细非晶态合金研究中的应用

详细地阐述了荧光和透射XAFS实验方法在凝聚态物质局域结构研究中的应用,利用掠入射表面敏感荧光XAFS,常规入射荧光XAFS,原位透射XAFS分别研究（Ge4/Si4)5超晶格的结构,Si晶体中Ga,Ge,As的结构,超细非晶态Ni70B30合金退火晶化过程的局域结构及变化。     

智能剥离制备GOI材料

绝缘体上锗(Germanium-on-Insulator,GOI)结合了Ge材料及SOI(Silicon-on-Insulator)结构的优点,是一种极具吸引力的Si基新型材料.GOI材料不仅具有高的电子和空穴迁移率,同时其独特的全介质隔离结构可以避免短沟道效应,降低寄生电容和结漏电流.首先研究不同表面处理方法对体Ge与SiO2/Si晶片键合强度的影响,实验结果显示采用N2等离子体活化处理结合氨水溶液(NH4OH∶H2O=1∶10)亲水性处理,所得到的体Ge与SiO2/Si晶片的键合效果较好,其键合强度3.8 MPa.利用智能剥离技术(Smart-Cut TM)制备了绝缘体上锗材料.SEM测试显示GOI材料键合质量良好,界面清晰平整,并且Ge层大部分面积无空洞.实验分析得到GOI材料的压应力及XRD(004)摇摆曲线中Ge峰的不对称是由GOI表面的注氢损伤层引起的.真空500℃退火30min对于注入损伤层的应力具有释放作用,但无法修复注入损伤.用溶液(NH4OH∶H2O2∶H2O=1∶1∶10)腐蚀去除注入损伤层后,应力层被去除,并且获得Ge峰半高宽仅为70.4arc sec的GOI材料.     

半导体量子结构和Si基光电子材料设计的新进展

评述近年来在半导体量子结构电子态理论应用于Si基光电子材料设计方面的重要进展。着重对有直接高技术应用背景的论题进行讨论和展望。最近关于Si纳米晶光增益和纳米硅/氧超晶格材料超稳定电致发光等具有突破性发现的实验研究成果具有重要意义。对本课题组在该领域的主要贡献及最近关于Si/O超晶格结构的理论研究进展也作简要报道。这些研究正酝酿着信息领域光电子集成技术的重大突破。     

半导体材料特性和参数研究

提出超晶格(AlAs/GaAs)和应变超晶格（Gex-Si,InxGa1-xAs/GaAs)光伏效应的机理,测量了不同温度下的光伏谱,光伏曲线反映了台阶二维状态密度分布并观察到跃迁峰。计算了导带和价带子带的位置和带宽,根据宇称守恒确定光路迁选择定则,对路迁峰进行指认。研究了光伏随温度变化、激子谱峰半高宽随温度和阱宽的变化,讨论谱峰展宽机制中的声子关联,混晶组分起伏及界面不平整对线宽的影响。测量了元素和化合物半导体单晶材料的室温、低温下的表面光电压谱,推导了有关计算公式,计算得出电学参数（L、n0 、μ、S、W）、深能级和表面能级位置、带隙和化合物组分;分析了电学参数的温度关系;由双能级复合理论,研究了少子扩散长度与深能级关系,计算了深能级浓度和参数。在不同条件下研制了二氧化锡/多孔硅/硅（SnO2/PS/Si)和二氧化锡/硅（SnO2/Si),测量了它们的光伏谱,分析表明它们存在着异质结。当样品吸附还原性气体（H2、CO、液化石油气）时,光电压有明显变化,因此可做为一种新的敏感元件。分析了它们的吸附机理,计算了有关参数。     

直接带隙Ge/Si_(1-x)Ge_x量子阱中激子态和带间光跃迁

利用有效质量近似和变分原理,对直接带隙Ge/Si1-x Gex量子阱中激子态和带间光跃迁进行研究.结果表明:直接带隙Ge/Si1-x Gex量子阱中带间光跃迁能、激子复合时间和基态振子强度依赖于阱宽和Si1-x Gex中Ge含量.当阱宽大于30nm时,跃迁能、激子复合时间、振子强度对Ge含量和阱宽的变化不敏感;基态线性光极化率随着Ge含量的增加而减小,同时光极化率峰值所对应的光子能量减小.     

三代半导体材料发展历程

正第一代半导体材料:主要指硅(Si )、锗( Ge)元素半导体材料兴起时间:20世纪50年代性能特点:取代了笨重的电子管,促进了集成电路的产生。主要应用:低压、低频、中功率晶体管、光电探测器。第二代半导体材料:以砷化家(GaAs )、磷化钢(InSb )为代表兴起时间:20世纪70年代     

直接带隙硅基超晶格Ⅵ(A)/Sim/Ⅵ(B)/Sim/Ⅵ(A)的设计

Si基光发射材料由于它具有与先进的Si微电子技术兼容和成本低廉的优势，是光电子集成(0EIC)工程应用的首选材料．但由于体材料Si属于间接带隙半导体，不可能成为有效的光发射体．如何设计具有直接带隙硅基材料，备受实验研究工作者和材料设计理论工作者的关注．本文介绍一种新的硅基超品格Ⅵ（A）/Sim/Ⅵ（B）/Sim/Ⅵ（A）的能带结构计算．在密度泛函理论框架内，采用混合基从头算赝势法模拟计算表明，其中Se／Si5／0／Si6／Se及Se／Si5／S／Si6／Se超晶格具有相当理想的直接带隙特征，其带隙处于红外波段．预期这类新材料及有关器件会有优越的光发射和各种光学性能，其制作也可较方便地与硅微电子工艺兼容．预计该材料在信息光电子领域将有强大的应用潜力．