G.D.非晶硅薄膜的晶化特性

一、引言 近两年来国外报道了非晶硅薄膜的晶化问题。由于非晶半导体的热力学相是不稳定的,具有无序网络结构的非晶态硅只要经过一定的工艺处理(如退火、激光辐照或掺杂)就会在无序网络结构中呈现出微晶以至多晶结构。可以说,实用的非晶硅薄膜是由含有一定成份细小品粒(50～100)的微晶和非晶相的混合结构所构成。近两年,我们研究了用CVD法和G.D.法制备的非晶硅薄膜的晶化问题。     

Pd/a-Ge双层膜中金属诱导晶化引起的分形

目前,分形的研究已成为国内外普遍关注的问题.对于金属/半导体二元薄膜体系,在金属诱导非晶半导体晶化的过程中,常常出现雪花状的分形结构.见诸文献的有关报道,多为没有化合物生成的金属、半导体共晶系统,例如Au/a-Ge(Si),Ag/a-Ge(Si)和Al/a-Ge(Si)等等.对于有化合物生成的金属/半导体薄膜体系,这种研究报道很少.段建中等曾在Pd/a-Si中发现了分形,分形出现的同时有多种硅化物产生.对于分形形成的机制,已建立了若干模型,其中扩散限制聚集(DLA)模型是很成功的,但DLA模型难以解释金属/半导体二元薄膜体系中分形的成因.吴自勤教授等根据薄膜体系中分形晶化的微观结构观测,提出了由温度场控制的随机逐次成核(RSN)模型,在解释薄膜的分形晶化时十分令人满意.为     

基于重构-等效啁啾技术的三相移和双周期调制的分布反馈半导体激光器的数值研究

提出基于重构-等效啁啾(REC)技术设计的等效三相移分布反馈(DFB)半导体激光器,并进行了数值分析. 同时将多相移和周期调制(CPM)结构相结合, 提出一种新型的具有复杂光栅结构的分布反馈半导体激光器, 即双周期调制结构. 与双相移的分布反馈激光器相比较, 这种结构沿激光器腔有更加平坦的光场分布, 但是它们的功率-电流(P-I)曲线几乎相同. 同时基于等效-重构啁啾技术, 设计和分析了等效双周期调制半导体激光器. 数值分析结果表明, 类似于相移、甚至是任意的光栅周期变化结构, 都可以利用改变取样结构的方法去等效地实现. 但是, 他们的内部和外部的光学特征几乎和实际的相移, 以及任意变化光栅周期的分布反馈激光器的光学特性几乎相同. 等效-重构啁啾技术的一个突出优点是, 仅仅改变的是取样结构, 而种子光栅(取样结构中的实际的光栅)的周期是均匀的, 所以低成本的标准的全息曝光技术就可以实现它的制造. 因此, 相信这种方法可以实现各种高性能的结构复杂的分布反馈半导体激光器的低成本规模化生产.     

四元合金 A_x~ⅢB_y~ⅢC_(1-x-y)~ⅢD~v 的有序结构

随着分子束外延(Molecular-beam epitaxy,MBE)、金属有机化学汽相沉积(Metal-organic chemical vapor deposition,MOCVD)和有机金属汽相外延(Organometallic vaporphase epitaxy,OMVPE)等生长技术的出现,大量新型半导体合金和超晶格材料被制成。近年来出现的Ⅲ-V族四元合金因其独特的性能引起了人们广泛的重视。它们作为光电器件的基础材料已得到越来越多的应用。例如,利用In_0.5(Al_xGa_(1-x))_0.5P合金的宽带隙和形成双异质结构的性能,可制成短波长激光器和发光二极管;用GaInAs/AlGaInAs制成量子阱激     

暴风雨前的平静?

几个星期以前,当人们对墨西哥城那次造成五千多人死亡的地震报道还记忆犹新的时候,北京国家地震局的丁国钰教授承认自己是一个多虑的人.这个局和它的分析预报中心似乎要人们相信,在中国,大地震的发生存在着静止与震动(十至十二年间隔)的交替周期,而一个新的活动周期大约就要开始.     

Ge-SiO_2纳米镶嵌薄膜的制备及光吸收特征

半导体-绝缘体纳米颗粒镶嵌复合膜是由半导体纳米颗粒镶嵌在不相溶的介质基体中而形成的薄膜.由于它兼具纳米颗粒与薄膜的双重特点,表现出许多独特的光学特性,展示出这种新型固体薄膜材料越来越广泛的应用前景,所以逐渐形成当前材料科学、凝聚态物理研究中值得重视的一个新领域.锗是应用较广泛,最重要的元素半导体材料之一,研究锗纳米颗粒镶嵌复合膜的制备工艺,微观结构以及物理性能之间的关系和规律,有助于指导我     

稀释磁性半导体

近年来一类新的半导体合金:稀释磁性(或半磁性)半导体引起人们的极大关注。稀释磁性半导体(DMS)是一种合金材料,它们的晶格含有取代的磁性离子,例如CdMnTe(在主晶CdTe中一小部分Cd原子由一种磁性离子(Mn)任意取代)。对这些材料感兴趣的原因有三:1.DMS的特性(能隙、晶格参数等)可加以仔细修整。例如不透明半导体CdTe当愈来愈多的Cd原子被Mn取代时逐渐变得透明。2.显出极端有趣的磁性。例如在低温下     

聚11-(2-甲基丙烯酰氨基)十一酸LB膜的制备及其非线性光学性质

Langmuir-Blodgett膜(简称LB膜)是一种有序排列的有机单分子薄膜,在分子电子学、光学、生物学和化学等许多领域具有广阔应用前景,近年来已日益引起人们的关注。本文报道以11-(2-甲基丙烯酰氨基)十一酸为膜材料的LS膜的制备和聚合,以及它与硬脂酸组装的交替LB膜的非线性光学性质的研究结果,其中关于组装LB膜光学二次谐波系数相互迭加的     

非晶态GeSb_2Te_4薄膜在热退火过程中的FCC亚稳晶相和六方稳定晶相

一、引言 自1970年,Ovshinsky首次报道利用硫系合金薄膜的可逆结构相变来进行光学数据存贮以来,Te基合金由于具有大的光吸收、低的热导率和适当的晶化特性而得到了广泛的研究,如TeGeSbS,TeSeGa,TeGeSnAu,TeGe,GeSbTe等,其中以GeSb_2Te_4化合物半导体材料最具有吸引力。Yamada报道了GeSb_2Te_4材料的光记录特性,可用50(ns)激光脉     

非晶合金“拉伸转变区”模型

非晶合金是熔体深度过冷至玻璃态转变,结构发生突然"冻结"而形成的玻璃态固体.在远低于玻璃转变温度,非晶合金的宏观断裂通常由塑性变形局部化剪切带诱导.尽管非晶塑性机理还未完全揭示,但普遍认为剪切带模式的裂尖塑性流动源于材料内部原子集团的局部剪切重排,即"剪切转变区(shear transformation zone,STZ)"事件.但是,越来越多的工作表明,非晶合金的断裂并非总是由剪切带诱导,而呈现脆性的拉伸正断,并涌现出一种新的断裂面斑图:纳米周期条痕.针对这一全新的断裂能耗散过程,我们在2008年提出了非晶合金的"拉伸转变区(tension transformation zone,TTZ)"模型.本文将简要介绍非晶合金"拉伸转变区"模型的提出、内涵本质、激活条件、原子模拟和韧脆转变实验验证等,并对该模型的未来发展进行评述.     

介电/半导体复合薄膜生长控制

当前, 电子信息系统为了实现体积更小、速度更快和功耗更低, 正快速向微小型化以及单片集成方向发展, 其中的各种有源器件(主要为半导体材料支撑)和无源器件(主要为功能材料支撑)的集成尤为重要和迫切. 因此, 将具有电、磁、声、光、热等功能特性的介质材料(以极化为特征)与具有电子输运特性的半导体材料, 通过固态薄膜的形式生长在一起, 形成介电/半导体复合人工新材料, 这种复合薄膜将具有多功能一体化和介电-半导体异质层间电磁性能的调制耦合两大特点, 这些特征既为实现信息的探测、处理、传输、执行和存储等5种主要功能单元的单片集成提供了可能,又将长期以来人们追求单一材料的物理极限的研究转移到追求异质结构的复合效应中来, 这为研制更高性能的电子器件提出了新的思路. 结合当前国内外在介电和半导体复合薄膜生长的研究进展情况, 介绍和讨论了我们近期在氧化物介电材料与半导体GaN复合薄膜生长与界面控制方面的一些研究结果.     

多层成分调制膜结构的低角X射线衍射研究

组分调制多层膜(ML)是由两种不同组元的纳米量级的薄膜交替沉积形成的,它有两个重要的结构特征:纳米级的调制周期和高密度界面。这种独特结构使得ML具有很多独特的性能,在应用及基础研究上都具有重要意义。ML在垂直膜面方向的层状结构在X射线辐照下也产生Bragg衍射,但它产生的调制峰出现在低角位置(2θ<10°)。调制峰包含多层膜的结构信息。本文报道了用低角X射线衍射(LXRD)对不同系列的多层膜的研究结果,结合光学原理精确地确定了其平均调制周期、平均成分,对界面粗糙度进行了评估,同时还     

玻璃基底上Cd(S,Se)膜结构的一维特征

半导体材料CdS,CdSe薄膜因其优良的光电特性和广泛的应用前景,一直受到人们的重视.目前,许多研究组已对该膜的制备方法,结构与性能进行了比较细致的研究.Ray等对用常规真空蒸发方法制备的CdS薄膜进行了研究,发现随着膜厚度从13600A减少到1200A,膜的电阻由0.15变到3.7Ω 膜的透射率为80—90%,作者认为CdS膜具有六方结构,在(002)方向具有高度择优取向.Chuu等曾对用脉冲激光蒸发(PLE)和热蒸发(TE)方     

非晶硅薄膜的晶化温度

对非晶态半导体的研究,近些年来在国内外受到了相当大的重视。大量的实验事实指出,非晶薄膜结构以及它们的基本性能与生长方法和工艺条件是密切相关的。实验曾指出,不论α-Si:H合金膜还是α-Si:F:H合金膜,     

锑碲合金Sb2Te3的异相同质结构设计

半导体锑碲合金Sb₂Te₃是实现高性能相变存储与类脑计算的一种关键母体材料,其亚稳态立方相具有占格点高达1/6以上且随机分布的空位,具备安德森绝缘体性质.而Sb₂Te₃的稳态结构为菱方六角相,是一种典型的强拓扑绝缘体材料.但由于六角相Sb₂Te₃存在自发掺杂行为,其体相通常呈金属性而非绝缘性,从而掩盖了其拓扑非平庸的狄拉克表面态性质.本工作提出一种基于Sb₂Te₃的异相同质结构的新概念,原理上可同时利用该材料的拓扑性质与安德森绝缘性质从而实现超低损耗的电子输运.本文在分子束外延制备的六角相Sb₂Te₃薄膜中,利用透射电子显微镜中的聚焦电子束辐照驱动薄膜体相区域的六角相至立方相结构相变,并原位观察了空位无序化在其中起到的关键性作用.通过第一性原理计算,结果表明六角相Sb₂Te₃的能量随着空位层空位浓度的降低而快速上升,在空位浓度...     

溶胶-凝胶法制备Ag/SiO_2玻璃初探

60年代初期人们发现,贵金属(Ag,Au等)超微粒分散在绝缘衬底上所形成的薄膜具有半导体材料的电学特性.后来,Mazzetti等人发现这种薄膜对某些气体具有敏感功能,因而用其来探测气体的存在,从而使其成为一类独特的气敏功能材料,这类薄膜主要是采用真空蒸镀法制作而成,热稳定性较差,所以在实际应用中受到了很大的局限.为此,Komiyama等     

自然信息

新型储氢合金日本工业技术院大阪工业技术试验所最近研制成功一种微包囊新型储氢合金,它是采用湿法无电解镀在LaNi_5,M_m Ni_(4.5)Mn_(5.0)(M_m是稀土金属的混合物)等稀土合金和TiC_(0.5)Fe_(0.5)等钛系合金的粉粒表面     

SiC薄膜的热辐射特性研究

计算了不同厚度的碳化硅(SiC)薄膜的吸收率, 发现厚度在几十至100 μm、上下表面平行的碳SiC薄膜的热辐射具有良好的干涉性质. 由于SiC独特的光学性质, 薄膜对10 μm的入射波吸收率达到0.98, 接近黑体的吸收率; 而对于10.5至12.4 μm波段的热辐射, 又几乎变得不吸收. 计算还表明, SiC薄膜的半球发射率跟温度有关, 在300至500K之间, 半球发射率比较高.     

多层非晶硅结构研究的新方法——电子显微术

由非晶硅氢(a-Si:H)和硅氮氢(a-SiN_x:H)交替超薄层构成的多层结构,是一种二维半导体材料,在物理上,是极为有趣的。更有趣的是,当a-Si:H很薄时,该材料的光隙明显地增加,还发现,电荷载流子从低功函数层向高功函数层流动时产生空间电荷掺杂效应。 对非晶硅氢结构已进行过许多研究。本工作的目标,在于使用高分辨电子显微镜直接     

千年全球气温中的周期性变化及其成因

采用最新重构的千年全球代用与器测气温序列、近400年太阳辐射和北太平洋海温指数序列, 分解了不同时段气温变化的趋势和全时间域上的多时间尺度周期变化, 探讨了气温周期变化的成因. 千年全球气温序列中清楚地存在中世纪暖期(MWP)、小冰期(LIA)和全球增暖期(GWP). 剔除这3个时期的基本气候态后, 气温序列中仍然存在准21年、准65年、准115年和准200年的周期变化. 这4个气温变化的自然周期中, 准65年的周期与海温变化有关, 而其他3个周期与太阳辐射变化有明确的位相滞后关系. 准21年的气温周期变化形成了十年暖期和十年冷期的交替. 21世纪之交形成了过去千年中首次的上述4个周期暖位相的叠加, 也就形成了国际社会关注的全球性增暖和暖平台现象. 根据长期趋势和周期振荡的叠加, 预计全球气温会在21世纪30年代进入一个冷期, 而在21世纪60年代达到一个新的暖期.