半导体材料禁带宽度测试装置的研制

根据光电导方法，研制了 ＤＢ－１型半导体材料禁带宽度测试装置。该装置经测 试验证及用户使用表明：整个测试系统具有测量数值精确、测试速度快、样品安装方 便、装置的稳定性和重复性好等优点，实现了对半导体材料禁带宽度的测定，可为进 一步研究半导体材料的能带模型提供实验数据。     

用光学方法测量半导体禁带宽度的温度系数

本文提出了一种测量半导体禁带宽度温度系数的方法,推导出一个求dEg/dT的公式。利用这一公式,在室温附近测量计算了砷化镓单晶的禁带宽度温度系数,得到结果为-3.97×10~(-4)ev/k,这与人们公认的-3.95×10~(-4)ev/k极其接近,说明作为一种基本测量方法,是切实可行的。     

三元混晶中的浅杂质态

利用微扰－变分法研究了极性三元混晶中束缚在浅库仑杂质中心的极化子。采用改进的无序元胞独立位移模型秀效声子模近似,计及电子和两支光学声子的相互作用,导出了极化子基态能量和束缚能量随组分变化的解析解,分析了声子屏蔽,质量重整化和自陷效应,对若干三元混晶的数值计算结果表明：声子屏蔽效应占主要作用;电子声子的相互作用减小了束缚极化子的束缚能。     

三元混晶异质结构介面光学声子模

运用 无规元素孤立位移模型，研究了三元混晶构成的三层极性半导体之界面光学声子模。     

电容-电压法测定纳米硅的禁带宽度

在 p型单晶硅衬底上沉积1层n型纳米硅薄膜制成nc Si/c Si异质结二极管, 测量了异质结的 C V特性. 根据C V实验曲线, 计算出异质结的接触电势差, 再用接触电势差计算了导带的偏移量, 进而求得禁带宽度. 计算结果与其他文献报道的结果符合得很好.     

变温霍尔效应测量n型锗半导体薄膜禁带宽度

文章介绍了变温霍尔效应测量半导体电学特性实验,通过77—400K的浅掺杂n型锗标准样品变温霍尔效应测量,根据对各种变温数据曲线中高温本征导电区斜率的计算,得到半导体样品的禁带宽度Eg,并对计算结果进行比较讨论。认为1g（｜RH｜T^3/2）-1／T曲线方法更合适用来计算禁带宽度。     

发光二极管的禁带宽度和阈值电压、正常工作电压间关系的再研究

通过对发光二极管的阈值电压和正常工作电压的测量,比较由光波长估算的禁带宽度与阈值电压和正常工作电压,得出半导体发光材料的禁带宽度应在阈值电压和正常工作电压之间,且有的更接近正常工作电压的结论。     

硅晶体中禁带宽度与应力关系的光学研究

本文采用光电导光谱分布法和红外光弹法初步研究了硅晶体中禁带宽度与应力的关系。对数块硅晶体进行不同条件的热处理,测试了禁带宽度的变化以及应力状态的变化。发现半导体硅晶体中禁带宽度与应力有明显的对应关系:存在应力时,禁带宽度增加;清除应力后,禁带宽度减少。文中还对实验结果作了理论分析。     

Ⅲ-Ⅴ族半导体微重力生长研究进展

空间微重力环境为理解被地面重力场掩盖的晶体生长现象与规律、探索新的晶体制备工艺提供了独一无二的平台.我国学者在过去的30多年里进行了Ⅲ-Ⅴ族半导体晶体的空间生长研究,主要进展有:在微重力条件下得到了器件级的半绝缘GaAs,基于其制备的低噪声场效应晶体管和模拟开关集成电路性能明显超过地基器件;通过抑制熔体静压力的作用,实现了GaSb及InSb两种材料的非接触Bridgman生长,并大幅降低了材料的位错密度;深入研究了浮力对流、Marangoni对流及旋转磁场驱动的强制对流对组分微观偏析的影响规律;将垂直梯度凝固法应用于半导体合金生长,获得了组分均匀分布的GaInSb材料.本综述回顾了以上方面的研究进展,并对半导体空间材料科学的未来挑战进行了展望.     

用表面光伏方法研究半绝缘GaAs的禁带宽度

根据所建立的半绝缘 (SI)GaAs的禁带宽度EgΓ 公式 ,利用表面光伏 (SPV)方法的测量结果 ,计算了室温下 5种样品的EgΓ 值 ,并对其中之一进行了 2 1- 30 0K温度范围的EgΓ 计算 ,确认了SPV方法对研究SI -GaAs禁带宽度的可行性 .     

光学厚度对一维光子晶体禁带宽度的调制

采用参数调节法研究了光学厚度对一维光子晶体禁带宽度的调制作用,通过计算得到禁带宽度的解析表达式及禁带宽度随两层光子晶体光学厚度的变化规律。当两层光子晶体的光学厚度都等于λ0/4时,禁带宽度达到最大,说明用调节一维光子晶体的光学厚度来实现对禁带宽度的调制是有效的。     

第三代半导体引领生活新时尚——记北京大学宽禁带半导体研究中心张国义团队

继硅（Si）引导的第一代半导体和砷化镓（GaAS）引导的第二代半导体后,由Ⅲ族氮化物引领的第三代半导体闪亮资场并已逐渐发展壮大。与Si、GaAs等半导体不同,Ⅲ族氮化物所引领的第三代半导体对生活所体现出来的能力让人感到震惊,尤其在照明光源、激光器存储和功率微波器件等领域所造成的影响可以说是革命性的。     

半导体禁带宽度、迁移率和热导率的计算

本文导出了可以统一计算元素半导体以及二元和多元半导体的禁带宽度E_g、迁移率μ和热导率r的经验表达式。特别是对近200种晶体的E_g实测值同计算值作了比较,并以同样的准确性,预计了218种材料的E_g值。     

嵌入单元对周期结构声禁带形成的机理研究

研究了二维三元周期结构的声禁带加宽现象产生的物理机理.三元周期结构的组成为:基体(环氧树脂)十二元嵌入单元(橡胶包层和铁柱).通过计算嵌入单元对声波能量传输谱的影响,并与相应的二元周期结构的能带比较,发现声禁带加宽现象源于橡胶包层内某一频段声波的局域共振,理论与实验结果一致.     

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.     

三元混晶三层系统的表面和界面声子极化激元

运用改进的无规元素等位移模型和玻恩-黄近似,结合电磁场的麦克斯韦方程和边界条件,研究了真空/极性三元混晶薄膜/极性二元半导体衬底三层系统的表面和界面声子极化激元,以AlxGa1-xAs/GaAs和ZnxCd1-xSe/ZnSe为例,获得了表面和界面声子极化激元模的色散关系以及表面和界面模的频率随混晶组分和薄膜厚度的变化关系.结果表明:与二元晶体三层系统以及三元混晶单层薄膜不同,在三元混晶三层异质结系统中存在五支表面和界面声子极化激元模,这五支表面和界面模的频率曲线位于二元晶体和三元混晶的体声子极化激元的禁带区间内,且其能量随混晶组分和薄膜厚度呈非线性变化,三元混晶的"单模"和"双模"性也在色散曲线中体现了出来.     

Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物(311)A表面的电子结构特征

在考虑最近邻、次近邻相互作用的SP3模型基础上,采用形式散射理论的格林函数方法计算了Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物GaAs、InSb、InAs和GaP的(311)A表面的电子结构,给出了以上半导体材料体能带的表面投影能带结构,并给出了GaAs的(311)A表面的层态密度函数,分析了各表面态沿表面布里渊区高对称线的色散特性和(311)A表面的共同电子结构特征,计算结果与实验结果基本一致.     

用正电子研究Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体的缺陷谱

简要介绍了本科研组近年来用正电子湮没谱学研究Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体缺陷的最新进展,包括原生样品中缺陷的种类、大小、电荷态、负离子缺陷、缺陷与杂质的相互作用、辐照以及形变引入的缺陷等,研究表明,在原生半导体材料中存在各种缺陷,经过辐照和璩 变化有单空位、双空位及孔洞形成;在重掺杂材料中,空位还补偿载流子,使载流子发生饱和。