混晶GaAs_(1-x)P_x(Te)深中心的电声耦合和光电特性

一、引言 近年来,Ⅲ—Ⅴ族化合物混晶半导体中施主杂质(如Al_xGa_(1-x)As中Ge、Si、Sn和GaAs_(1-x)P_x中S、Se、Te等)形成的深中心(DX中心)的某些奇特行为引起人们广泛关注。虽然这些材料的基质和杂质的类型不同,但深中心的特性相似,例如它们在禁带中引入一个浅能级和一个或几个深能级,深能级的浓度很大(可接近掺杂施主浓度);深能级的光离化能显著大于热离     

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     

InGaAs/InAlAs/InP异质结结构的X射线双晶衍射研究

Al_xGa_(1-x)As/GaAs材料在高电子迁移率晶体管(HEMT)的应用上已经显示出很好的高频特性。然而,这一系统小导带不连续性(当x=0.3时,△E_c=0.24eV)及较低的二维载流子浓度及饱和速度等因素限制了截止频率的进一步提高和器件应用。而与InP匹配的In_(0.52)Al_(0.48)As/In_(0.53)Ga_(0.47)As异质结体系,消除了AlGaAs层,避免了低温持续光电导。且沟道     

AlGaAs中混晶无序与DX中心的性质

一、引言 对Ⅲ-Ⅴ族半导体混晶中普遍存在的施主中心(DX中心)的研究,近几年来很活跃。实验观察到AlGaAs中施主中心的主要性质:1.随Si、Sn和Te等施主杂质掺入,出现浅和深施主能级,其浓度N_S和N_D之比仅由混晶组分x决定,不随生长方法及生长条件变化,其浓度总和等于施主杂质浓度(见图1)。2.深能级的束缚能随组分,变化明显,x≈0.4束缚能最大。3.低温下对施主电子的光激发,产生持久光电导(PPC),且有很显著的组分依赖关     

二种非晶合金在流体静高压下的电阻率

非晶态铁磁性合金不仅磁性优良,而且电阻率比同组分晶态合金高1—2个数量级.它取代硅钢片等制成变压器铁芯使铁损减少3/4,并提高工作频率,已在美、日、德、法等国广泛应用.然而非晶态合金的导电性理论至今仍很不完善,有较大局限性.(1)推广的 Ziman 理论可解释在任意温度简单金属(d 壳层全空或全满的金属)玻璃的电阻特性,却不能解释非简单金属(含过渡金属和稀土元素)玻璃的电导输运特性.因为后     

晶格匹配型单量子阱GaAs/AI_xGa_(1-x)As半导体电极的光电化学行为

近年来,在半导体光电化学领域中,半导体超晶格(量子阱)材料作为一种新型的光电极的研究已引起人们广泛的注意和重视.由于半导体超晶格(量子阱)能带的量子化,因此具有许多完全不同于体材料的新特性,如其量子阱中的激子受到阱宽的限制不仅寿命长于相应的体材料,而且有较强的光吸收性能;量子阱中光生热载流子的能量驰豫明显慢于体材料,具有较长的热载流子寿命,大大增强了热载流子效应以及其载流子迁移率大于体材料等.这些特性都有利于提高光能的转换效率.本文研究了晶格匹配型单量子阱GaAs/Al_xGa_(1-x)As电极     

GaAsP混晶中Fe深受主中心的性质

一、引言 通过深能级瞬态方法、光吸收、光致发光及电子顺磁共振等研究,已经证明,在化合物GaP及GaAs中,Fe作为孤立替位杂质占据Ga位,形成深受主中心,具有Td晶场对称性,在中性状态时为Fe~(3+)(3d~5),从价带接受电子(即空穴发射)后为Fe~(2+)(3d~6),晶场作用使3d原子的~5D能级分裂为~5E基态及~5T_2激发态。对Fe中心的热发射率及光发射率的实验测量,相应于Fe中心基态的空穴跃迁,其激活能在禁带中的能级标志为Fe~(3+)/Fe~(2+)。     

宽禁带半导体掺杂机制研究进展

随着电子信息技术进入后摩尔时代,人们期望探寻一些新材料、新技术以推进半导体科学技术的发展.作为新一代战略电子材料,宽禁带半导体的技术应用近年来取得了飞速发展.宽禁带半导体的掺杂与缺陷调控是实现其重要应用价值的关键科学基础.本文主要介绍了我们和合作者近期围绕碳化物、氧化物、氮化物宽禁带半导体中掺杂与缺陷机理及性能调控展开的研究工作,具体包括:(1)探究4H-SiC中本征缺陷的电学和动力学性质,解释了实验上4H-SiC的有效氢钝化现象的内在物理机制;(2)研究In₂O₃中过渡金属元素的掺杂物理性质,提出了过渡金属掺杂的设计原则,并预测过渡金属Zr、Hf和Ta在In₂O₃中具有优异的n型特性;(3)采用轻合金化法调控Ga₂O₃材料的价带顶位置,并通过选取合适的受主杂质(如Cu_Ga),有望使(Bi_xGa_1–x)₂O₃合金成为高效的p型掺杂宽禁带半导体(4)...     

[Ptdien]~(2+)与细胞色素c修饰体系的研究

为了阐明影响金属蛋白传递电子的因素,弄清蛋白和底物所形成的中间复合物中氧还中心间的距离对电子转移速度的影响,近年来Gray等将过渡金属配合物修饰在细胞色素c(cyt c),天青朊等金属蛋白的不同残基侧链上,深入研究了所得修饰蛋白的氧还中心间的距离与电子转移速率的关系,在制备金属配合物修饰蛋白时一般采用反应物在室温温育1—3d,并认为改变反应物摩尔比不影响产物的组成.至今未见详细研究反应条件对金属配合     

新型半导体深能级掺杂机制研究

掺杂技术是现代半导体技术的核心之一.本文介绍了荣获2017年国家自然科学奖二等奖的项目,重点围绕宽禁带半导体材料、二维半导体材料的能带结构和器件,系统地研究了几类重要的半导体材料的深能级掺杂机制,并进行性能预测.主要创新工作包括:(1)提出了钝化共掺杂方法,增加了TiO_2的光催化效率;(2)发现了空穴导致非磁半导体中d~0铁磁性的新的物理机制;(3)为克服小量子系统掺杂瓶颈,提出通过共掺杂方法在材料中形成杂质能带,降低杂质电离能以提高载流子浓度;(4)对两类新型的二维半导体材料,即过渡金属硫化物以及石墨炔,发现了一系列新奇的物理现象和掺杂机理.这些工作对半导体掺杂理论的发展、新一代纳米器件和第三代半导体器件的结构设计以及性能预测将起到重要的指导作用.     

手征性羰基金属异核原子簇化合物(μ_3-S)FeCoMo(CO)_8(C_pCOCH_3)的合成及结构分析

四面体构型的过渡金属异核原子簇化合物(μ_3-E)M_3L_x(E=S,Se,Te;M为不同的过渡金属元素;L=Co,PR_3),由于簇骼骨架上,四面体顶端原子各异,具有手征特性。这种外消旋体在选择适当的方法拆分后,可望得到具光学活性的金属原子簇化合物(R型或S型)。 Richter等曾合成了(μ_3-S)FeCoMo(Co)_(8-x)(pphMe_2)_x(x=1,2),用~1HNMR测得     

TbFe_3、GdFe_2和GdCo_2非晶薄膜的X射线光电子能谱研究

一、引言 稀土(RE)——过渡族金属(TM)非晶态合金的研究一直是比较活跃的领域之一。近十年来,在原子结构,电子输运,磁性和力学性能等方面开展的工作较多,但对其内禀特性,如电子能谱和光学特性等方面的研究尚少,最近才开始。     

(Pd_(0.9965)Fe_(0.0035))_(0.95)Mn_(0.05)类自旋玻璃态起始转变温度下的电阻率反常

一些作者已经研究了(Pd_(0.9965)Fe_(0.0035)_(1-x)Mn_x的合金系列,在这些合金中,由于Mn的含量不同显示出不同的磁学性质。这起因于这种磁系统中的相互作用的竞争。通常,对于大量的具有反铁磁与铁磁混合相互作用的合金系统,这种竞争导致了各种磁结构和临界现象。Mydosh等人(2)在Mn含量x<0.03的样品中,发现了典型的大磁矩系统的铁磁行为,而对     

Pd40Ni40P20合金在助熔剂包裹下的凝固行为

Kui和我们曾先后报道了采用助熔剂法将Pd_(40)Ni_(40)P_(20)合金包裹能使该合金获得较大的过冷,并在较低的冷却速率下获得了较大尺寸的金属玻璃球。但是,由于用热电偶直接探测合金凝固过程中的相变温度较难(直接插入熔体中会导致非自发形核,放在石英玻璃外部又难以测到热信号),因此,缺乏对合金在热循环处理过程中其相转变温度的变化与凝固组织的对应关系的深入研究,尤其是助熔剂如何捕捉合金表面及熔体内部杂质和加热-冷却的热循环如何钝化杂质的机制尚未见报道。本文设计了一种十分有效的热电偶测温技术,测出了在B_2O_3包裹状态下合金凝固过程中的差热分析曲线,并较详细地研究了Pd_(40)Ni_(40)P_(20)合金的凝固行为,讨论了B_2O_3抑制杂质形核的物理机制。     

单层WS2(1-x)Se2x中的有序相和无序相

调节组分和结构是调节二维材料的电子性质的重要手段.以WS_(2(1–x))Se_(2x)为例,通过理论计算研究了阴离子替代形成的过渡金属硫化物半导体合金.通过第一性原理计算结合特殊准随机结构(SQS)模型和团簇展开结构搜索(CE)法,探索了单层半导体合金WS_(2(1–x))Se_(2x)的有序相和无序相的热动力学特性.发现在x=1/3, 1/2和2/3时,有序相向无序相发生相变,相变温度分别为27, 28, 25 K.通过第一性原理能带计算和能带反折叠法,发现价带顶附近带边和导带底附近带边状态主要来源于W的d轨道,带隙随Se组分呈现线性变化趋势,与原子的有序排列或无序排列无关;同时发现电子和空穴的有效质量与原子的有序排列或无序排列密切相关.     

ErCo_4原子簇的电子结构及磁性研究

快淬合金Er_xCo_(100-x)(x≈20)是一种强磁性材料.由于快淬工艺不同,它可能形成非晶态或准晶态结构.关于这种材料的准晶态结构、相变过程及磁性质,我们已做过系统的研究.与这一成分相近的非晶态ErCo_(3.44)的磁性质也已由Jouve等人进行过研究.结果表明:(1)准晶态及非晶态Er_xCo_(100-x)均存在着抵消温度T_(comp);(2)当T>T_(comp)时,非晶态及准晶态Er_xCo_(100-x)的磁化强度远高于晶态Er_xCo_(100-x)的磁化强度;(3)非晶态及准晶态Er_xCo_(100-x)的居     

第ⅥA主族元素掺杂Mg-MoS2异质结势垒高度调控

在纳米尺寸的薄膜场效应晶体管中,源极、漏极(金属材料)与有源层(半导体材料)之间的肖特基势垒是制约器件发展的关键因素之一.本文采用密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,通过第Ⅵ主族元素对二硫化钼(MoS₂)的硫原子进行替位掺杂,电子结构分析表明,氧的替位掺杂可以显著降低MoS₂的带隙值.选择功函数值较低的金属Mg,构建氧掺杂Mg-MoS₂异质结,研究发现,界面位置的氧掺杂可以使该异质结由肖特基接触变为欧姆接触.分析结果表明,欧姆接触的形成原因主要来自3个方面:(1)氧的掺杂增大了MoS₂的电子亲合能;(2)未掺杂的Mg-MoS₂异质结禁带中存在金属诱导间隙态,使费米能级被钉扎在禁带中靠近导带底的位置,界面氧掺杂降低了金属诱导间隙态在费米能级附近的强度,使费米能级的钉扎效应减弱而进入导带;(3)界面氧掺杂时,界面电荷转移减少,电偶极矩对Mg-MoS₂异质结相对能级改变的影响减小.本文的研究结果为金属-半导体界面的肖特基势垒高度调控提供了一定的理论指导.     

LnGa_(1-x)Fe_xO_3(Ln=La,Pr,Nd)的磁化率研究

钙钛矿型含镓的稀土复合氧化物的发光及光谱性质已有研究和报道.进一步在稀土镓复合氧化物体系中掺进过渡元素Fe~(3+)离子,用XRD,XPS和IR方法研究了LaGa_(1-x)Fe_xO_3体系中磁性铁离子的自旋态及其对化合物结构,红外光谱等性质的影响.在此基础上,本文首次对LnGa_(1-x)Fe_xO_3(Ln=La,Pr,Nd)体系化合物的磁化率等磁性质进行初步探讨,以揭     

BaO-Y_2O_3(La_2O_3)-CuO三元系相图的研究

我们研究了BaO-Y_2O_3-CuO体系的相关系,并做了富CuO区(CuO>50mol％)的室温截面图。测定了此三元系中富CuO区化合物的晶体结构和超导电性。在这一区域内,发现两个化合物:Ba_2YCu_3O_(9-x)和Y_2BaCuO_5。Ba_2YCu_3O_(9-x)具有正交畸变钙钛矿结构,a=3.892,b=3.824,c=11.64,空间群为Pmmm。此化合物为高T_c超导相,零电阻温度为92K。由于Ba_2YCu_3O_(9-x)在很宽的区域内存在,所以在Ba-Y-Cu-O体系内很容易得到各种不同配     

LnGa_(1-x)V_xO_3的结构、价态与磁性

ABO_3型稀土复合氧化物由于其具有特殊的电、磁性质,良好的催化性能及气敏性能,在固体物理及固体化学领域中受到人们的重视,ABO_3型稀土镓酸盐体系便是其中之一,它在发光等方面有自己的特点.钒是有广阔应用前景的过渡元素之一,作为取代离子形成LnGa_(1-x)V_xO_3化合物尚未见报道.因此本文着重对这类化合物中钒离子的价态及钒取代镓对化合物结构,磁性的影响进行探讨,从而进一步了解稀土元素的近邻环境与化合物性质之间的相关规律.