InAs/GaAs/InP及InAs/InP自组装量子点室温PL谱的研究

用五带 k· p模型计算 In As/ Ga As/ In P及 In As/ In P的室温 PL谱的能级分布 ,分析PL谱峰值 .发现 Ga As的张应变层影响 PL峰值位置 ,与 In As/ In P量子点相比 ,In As/Ga As/ In P量子点 PL谱峰值有明显红移 ,并从能带理论给出解释     

四元(AlxGa1-x)0.51In0.49P(x=0.29)合金的PLE及极化PL谱

对与 Ga As晶格匹配的四元合金 (Alx Ga1-x) 0 .51In0 .4 9P(x=0 .2 9)作了 PL E及极化 PL谱的测量 .进一步探讨有序结构 Al Ga In P中在 55～ 84 K出现的峰值蓝移的温度反常现象的来源 .PL E谱的测量表明子能带的存在 ,其能级的差异正好处在高温区激活能内 ,是引起温度反常现象的原因 .通过从 17K到 112 K的极化 PL谱测量并未发现价带中 Г4 和 Г5,6子带的分裂 .推测在 Al Ga In P中 ,由晶格有序的超晶格效应引起晶体导带从 L点到布里渊区的Г点的折叠效应 .在温度大于 55K时 ,导带的载流子获得足够的能量从Г带跃迁到 L带 ,而导致了 PL谱的温度反常行为 .     

硅衬底上多层Ge/ZnO纳米晶薄膜的制备及光学特性

采用射频磁控溅射技术和快速热退火方法在Si(100)衬底上制备多层Ge/ZnO纳米晶薄膜.Ge纳米晶的大小随着退火温度的增加,从2.9nm增加到5.3nm.光致发光谱测试发现两个发光峰,分别位于1.48,1.60eV左右.研究发现:位于1.48eV处的发光峰来源于ZnO相关的氧空位或富锌结构的缺陷发光,位于1.60eV处的发光峰随着退火温度的增大向短波长移动,该发光峰应该来源于GeO发光中心.     

用同步辐射光电子谱研究氧对GaAs-Al和GaAs-Au界面形成的影响

用同步辐射光电子谱研究了吸附于清洁的GaAs(110)解理面上的约0.7个单原子层的氧对Al—GaAs以及Au—GaAs界面形成的影响.初始淀积的铝(1ML)倾向于夺取As—O键中的氧,随后淀积的铝(>1ML)又从Ga—O键中夺取氧,形成Al—O键;Al的进一步增加使Al与次层GaAa的置换反应变得明显,其结果生成AlAs,同时被置换出来的Ga穿界面而出现在表面.微量的Au(<1ML)与O—GaAs之间只有微弱的相互作用.随后淀积的Au破坏As—O键并促使形成较稳定的Ga的氧化物,Ga的氧化物层阻止Ga进入Au,但不能阻止As分聚于Au层的表面.     

嵌入SiO2薄膜中的GeO和Ge纳米晶光致发光的研究

作者通过离子注入法得到了镶嵌于SiO2薄膜中的Ge纳米晶,并通过系统的氧化性或还原性退火处理,以改变样品中Ge的氧化物成分组成．分析了不同样品在室温下的光致发光(PL)特性,并结合XRD分析表明：300与400nm附近的荧光峰的发光机制是GeO(nc-GeO)纳米晶发光,而不是GeO的缺陷发光;570nm附近的荧光峰的发光机制为Ge纳米晶(nc-Ge)发光,而不是Ge及Si界面的缺陷发光．     

LPE法生长GaP/Si材料初探

用普通的液相外延(LPE)方法,在Si衬底上生长了厚约10μm的GaP外延层,并对以Ga,In或Sn为生长熔体进行生长得到的结果做了比较.结果表明,Si在Ga中溶解度很大,Ga不适合做熔体;In为熔体时生长出InGaP合金,Si含量较高,而且出现化学计量比偏离现象;Sn为熔体生长的GaP层中Si含量小于In熔体,而且GaP符合化学计量比.测得GaP外延层带隙波长为540     

InAs/GaAs量子点生长的KMC模拟

采用动力学蒙特卡罗(kinetic Monte Carlo,KMC)模型模拟了Ga As应变弛豫图形衬底上In As量子点生长的初始阶段.Ga As应变弛豫图形衬底是通过在其衬底中埋藏已制备的In As量子点得到,并运用格林函数法计算在不同的埋藏深度下衬底表面的应变能,然后将计算结果运用到生长模拟过程中.模拟中分别考虑了温度、沉积速率和埋层深度对量子点生长的影响.模拟结果表明:通过控制生长温度和沉积速率能形成均匀、有序分布的2D岛;埋层深度越大,越不利于沉积原子聚集.     

采用低温缓冲层技术在Si衬底上外延生长Ge薄膜

利用超高真空化学气相淀积系统,在Si(100)衬底上外延采用低温缓冲层技术外延生长Ge薄膜。实验测试得到外延Ge的X射线双晶衍射曲线半高宽为537arc sec,应变为0.2%。在室温下观测到外延Ge的直接带跃迁光致发光,发光峰位为1560 nm,表明生长的Si基Ge材料具有良好的质量。     

AZO种子层对ZnO纳米棒结构和光致发光性能的影响

采用水热法以不同溅射时间(5~25min)制备的AZO种子层载玻片为衬底,制备出具有较好光致发光性能的ZnO纳米棒.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)表征了样品的晶体结构、表面形貌和光致发光性能.结果表明:AZO种子层对ZnO纳米棒起到了很好的导向作用,使c轴取向更好,实现对生长方向的控制.AZO种子层的溅射时间对纳米棒的PL谱有重要影响,在一定范围内随着溅射时间的增加,ZnO纳米棒的近紫外发光峰有明显的增强,深能级发光峰有一定的减弱.当溅射时间为15min时,PL谱显示紫外发光峰强度最大,光致发光性能最佳.     

全In组分可调InGaN的分子束外延生长

Ⅲ族氮化物InxGa1-xN合金为直接带隙半导体,其禁带宽度随着In组分变化从3.43 e V(Ga N)到0.64e V(In N)连续可调,波长范围覆盖了0.3–1.9μm,具有电子饱和速度高和光学吸收系数大等特点,是制备高效率全光谱太阳能电池和白光照明器件的理想材料.由于缺少合适的衬底,In N和InxGa1-xN薄膜通常生长在蓝宝石或Ga N模板上.本论文综述了采用MBE方法,在蓝宝石衬底和Ga N模板上生长了In N和全组分InxGa1-xN薄膜的生长行为和材料物理性质.利用MBE边界温度控制法在蓝宝石衬底上生长高室温电子迁移率的InN薄膜,利用温度控制外延法在Ga N/蓝宝石模板上制备了全组分InxGa1-xN薄膜.     

MOCVD制备GaAs/AlGaAs多量子阱的光致发光特性

对MOCVD生长的GaAs/A1_xGa_(1-x)As多量子阱结构进行了光致发光特性的测量,结果观察到三个发光峰:位于1.664eV处的峰是自由激子发光;峰值处于1.481eV的发光是GaAs中施主Si(Ga)原子上的电子向受主Si(As)跃迁引起的;而在1.529eV处的弱发光峰是GaAs阱层中Si(Ga)原子上的电子与价带量子阱中基态重空穴复合形成的。对三种发光峰的能量位置进行了理论计算,其计算结果与实验测量所得到的值符合较好。     

天然锗纳米晶的制备与中子嬗变掺杂研究

采用离子注入法及退火工艺,在硅基二氧化硅薄膜中制备了镶嵌结构的天然Ge纳米晶样品. 通过退火实验研究,发现随着退火温度的升高,纳米晶的晶态峰峰位红移,这意味着Ge纳米晶受到的应力减小. 当退火温度达到 700 ℃时,纳米晶的晶态峰强度显著增强,而且薄膜中与Ge有关的缺陷发光减弱. 采用中子嬗变掺杂法对天然Ge纳米晶进行了掺杂,X射线荧光光谱数据表明,样品中成功的引入了Ga杂质和As杂质. 薄膜中形成的与Ge有关的缺陷具有稳定的结构,中子辐照之后其发光仍然存在,而且,掺杂后的样品中没有发现与Ga或As有关的     

具有不同Al组分的非极性a面p型AlGaN外延层的生长及特性研究

利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术,在半极性r面蓝宝石衬底上成功生长了具有不同Al组分的非极性a面Mg-δ掺杂的p-AlGaN外延层.通过使用高分辨率X射线衍射仪、原子力显微镜和霍尔效应测试仪等表征方法,系统研究了Al组分从0到41％的非极性a面p-AlGaN外延层的结构与电学性质.特别针对具有较高Al组分的非极性a面p-AlGaN层的外延生长,创新性地研发了一种以金属有机源的流量脉冲供给为特征的MOCVD生长工艺.研究结果表明,在非极性a面p-AlGaN外延层的MOCVD生长过程中采用以金属有机源的流量脉冲供给为特征的MOCVD生长技术,可以显著提高非极性a面p-AlGaN外延层电导率.其中,利用该技术所生长的p-Al0.41Ga0.59N外延层样品的空穴浓度可高达7.0×1016 cm-3,为制备高发光效率的非极性a面AlGaN基紫外发光二极管打下了坚实的基础.     

在Ge和GaAs衬底上气相生长Znse异质结外延膜

一、引言 ZnSe是重要的发光材料。由于Ge和GaAs与ZnSe的品格常数十分接近,它们品格匹配较好,所以生长出来的ZnSc外延层质量较好;另外,以Ge为衬底成本较低,以GaAs为衬底生长ZnSe光学薄膜,可为光学集成创造有利的条件。     

Ga掺杂70Ge纳米晶的制备与研究

通过离子注入及中子嬗变掺杂制备了Ga(镓)掺杂70Ge(锗)纳米晶,并对样品进行了质子激发X射线荧光分析谱(PIXE)、光致发光谱(PL)、激光拉曼散射谱(LRS)的测量与研究.结果表明：随着Ga杂质浓度的增加,580 nm附近的荧光峰的发光强度不断地下降,这可能是非辐射的俄歇复合过程与纳米晶数量的减少共同作用的结果.此外,从PL上面看到580 nm附近的荧光峰蓝移则可能是由纳米晶尺寸的减小和非辐射的俄歇复合过程引起的.     

B离子注入n(Si)-GaAs层的特性研究

B~+注入n(Si)-GaAs层,可以在带间引入与损伤相关的深能级,补偿自由电子,使n型导电层变为高阻层。若注B后退火,在一定的退火条件下,在GRAs晶格的恢复过程中,B占据Ga的位置,形成B_(Ga),并与As空位V_(As)络合形成络合物B_(Ga)V_(As)。由于B_(Ga)V_(As)和Si的相互作用,促使Si占据As的位置,形成受主,从而降低了n(Si)-GaAs层中的载流子浓度。我们认为B注入n(Si)-GaAs层光发光测量中观察到的1.33 eV峰与B,Si相关。     

Al2O3衬底上低温生长GaN薄膜的一种新方法

研究了 ECR- PAMOCVD在蓝宝石衬底上生长 Ga N外延层时衬底的清洗方法和缓冲层结构对于 Ga N晶体质量的影响 ,提出了新的衬底清洗方法和双缓冲层结构 .实验表明这种方法能够提供一个很好的生长基底 ,可以有效地改善 Ga N外延层的晶体质量     

Si_（83）Ge_（17）/Si压应变衬底上HfAlO_x栅介质薄膜微结构、界面反应和介电性能研究

本文研究了射频磁控溅射沉积在p-Si83Ge17/Si（100）压应变衬底上HfAlOx栅介质薄膜的微结构及其界面反应,表征了其各项电学性能,并与相同制备条件下沉积在p-Si（100）衬底上薄膜的电学性能进行了对比研究.高分辨透射电子显微镜观测与X射线光电子能谱深度剖析表明600°C高温退火处理后,HfAlOx薄膜仍保持非晶态,但HfOx纳米微粒从薄膜中分离析出,并与扩散进入膜内的Ge,Si原子发生界面反应生成了富含Ge原子的HfSiOx和HfSix的混合界面层.相比在相同制备条件下沉积在Si（100）衬底上的薄膜样品,Si83Ge17/Si（100）衬底上薄膜的电学性能大幅提高：薄膜累积态电容增加,有效介电常数增大（～17.1）,平带电压减小,？1V栅电压下漏电流密度J减小至1.96×10？5A/cm2,但电容-电压滞后回线有所增大.Si83Ge17应变层抑制了低介电常数SiO2界面层的形成,从而改善了薄膜大部分电学性能;但混合界面层中的缺陷导致薄膜界面捕获电荷有所增加.     

氧分压对CU掺杂ZnO薄膜的结构及光学特性的影响

采用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上制备了不同氧分压的Cu掺杂ZnO(ZnO∶Cu)薄膜.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计和光致荧光发光(PL)等表征技术,研究了不同氧分压对Zno∶Cu薄膜的微观结构和光学特性的影响.研究结果显示,随着氧分压的增加,薄膜的(002)衍射峰先增强后减弱,同时(100)、(101)和(110)衍射峰在(002)衍射峰增加时减小,表明氧分压可以影响ZnO∶Cu薄膜的结晶取向.薄膜在紫外-可见光范围的透过率超过70%,同时随着氧分压的增加,薄膜的光学带隙值先增大后减小.通过对光致发光的研究表明,射频磁控溅射法在低氧和高氧环境条件下都可制得好的发光薄膜.     

In_(0.53)Ga_(0.47)As/In_(0.52)Al_(0.48)As量子阱二维电子气的零场自旋分裂

用分子束外延(molecular beam epitaxy,MBE)方法在半绝缘InP衬底上生长In0.52Al0.48As/In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As量子阱样品。在In0.52Al0.48As势垒层中进行元素Si的δ掺杂,元素Si电离的电子转移到量子阱中,在量子阱中形成二维电子气(two-dimensional electron gas,2DEG)。对该样品在低温下进行了磁输运测试,得到了2DEG纵向电阻(磁电阻)和横向电阻(Hall电阻)在不同温度下随磁场的变化曲线。观察到磁电阻的Shubnikov-de Haas(SdH)振荡和由零场自旋分裂引起的SdH振荡在低场下的拍频效应。也观察到Hall电阻出现量子Hall效应所特有的Hall平台。对Hall电阻在低场部分的直线拟合获得2DEG的Hall浓度,并根据Hall浓度和零场电导获得2DEG的Hall迁移率。对磁电阻曲线的快速傅立叶变换(fast Fourier trans-form,FFT)分析获得的2DEG浓度与Hall浓度一致。对拍频节点进行分析,获得了2DEG的自旋轨道耦合常数,并由此得到了零场自旋分裂能、自旋弛豫时间、自旋进动长度等实现自旋器件的相关参数。