SiGe合金氧化层中的纳米结构

在硅锗合金衬底上采用氧化等制膜方式生成零维和二维的纳米结构样品，用高精度椭偏仪（HPE）、卢瑟福背散射谱仪（RBS）和高分辩率扫描透射电子显微镜（HR-STEM）测量样品的纳米结构，并采用美国威思康新州立大学开发的Rump模拟软件对卢瑟福背散射谱（RBS）中的CHANNEL谱和RANDOM谱分别进行精细结构模拟，测量并计算出纳米氧化层与锗的纳米薄膜结构分布，并且反馈控制加工过程，优化硅锗半导体材料纳米结构样品的加工条件。在硅锗合金的氧化层表面中着次发现纳米锗量子点组成的纳米盖帽薄膜（2nm)，提出的生成硅锗纳米结构的优化加工条件的氧化时间和氧倾泄蝶恋花匹配公式的理论模式模型与实验结果拟合得很好。     

硅锗合金氧化层中纳米结构的量子受限分析

在硅锗合金氧化层中发现锗纳米表层结构，并分析了其时应的PL谱结构。提出相对应的量子受限模型计算公式和算法，理论分析结果与实验结果拟合较好。     

SiGe合金氧化层中的纳米结构

我们在硅锗合金衬底上采用氧化等制膜方式生成零维和三维的纳米结构样品，用高精度椭偏仪(HPE)、卢瑟福背散射谱仪(RBS)和高分辨率扫描透射电子显微镜(HR-STEM)测量样品的纳米结构。并采用美国威思康新州立大学开发的Rump模拟软件对卢瑟福背散射谱(RBS)中的CHANNEL谱和RANDOM谱分别进行精细结构模拟。计算且测量出纳米氧化层与锗的纳米薄膜结构分布，并且反馈控制加工过程。优化硅锗半导体材料纳米结构样品的加工条件。我们在硅锗合金的氧化层表面中首次发现纳米锗量子点和量子层结构，我们首次提出的生成硅锗纳米结构的优化加工条件的氧化时间和氧化温度的匹配公式和理论模型与实验结果拟合得很好。     

硅锗合金氧化纳米结构的光致发光谱

首次发现硅锗合金氧化纳米结构中的锗纳米层的PL谱(5410A波长处的谱峰),采用量子受限模型分析PL谱结构得到的计算方法和结果与实验拟合较好.     

真空直流溅射镀膜的条件分析

由真空直流溅射镀膜所得到的样品表面薄膜质量受到镀膜条件的影响,这些条件包括镀膜的氛围和直流电压,其中的惰性气体如氢气的气压控制是致关重要的,这2个参量对离子流的影响是很明显的。在试验中,对离子流与这2个参量的关系进行了定量分析,从而确定出镀膜条件的影响规律,找到最佳的镀膜条件。我们还采用了在样品表面加圆柱环的方法来控制等离子流溅射方向从而使镀膜均匀。     

多孔硅的形成和发光

概述了多孔硅的制备方法,同时提出了对双槽法的改进方法。阐述了多孔硅的形成机理和发光机理的各种模型,同时对多孔硅的研究前景作了展望。     

LED蜂窝状阵列的分析与实验研究

针对LED在散热方面的要求,需要解决市场化产品的散热问题。提出一种LED蜂窝状阵列排列方式,有很好的散热效果,且有照明均匀分布的特征。以7颗LED灯珠为例,基于LED为非相干光的特点,符合光照度线性叠加性质,理论推导出LED灯在照明区光照度分布规律,根据《建筑照明设计标准》模拟出LED阵列中LED之间的最佳距离为3.8cm左右。基于该方案制作简易LED灯散热板,对其散热效果进行分析并实验,对相应器件运行3小时基本保持常温。该结果为设计LED灯具提供了理论与实验依据。     

激光辅助制备多孔硅锗的形貌和PL光谱研究

用改进的双槽法和激光辅助照射制备多孔硅锗,用电子扫描探针观察其形貌.同时测样品的PL光谱,峰位在725nm左右,且不随制备条件的变化而变化.强度比一般多孔硅的强度强10倍左右.提出了量子受限和界面态效应综合模型来解释其发光.     

锗晶的零维纳米结构的光致发光模型

采用氧化和析出的方法在氧化硅中凝聚生成锗纳米晶体量子点结构.对比了在长时间高温退火氧化条件下和在短时间低温退火用激光照射氧化条件下所生成的锗纳米晶体结构的PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布.为了解释605nm波长处的很强的光致发光峰,在Ge纳晶团簇与SiO2的界面处建立起三能级受激光致发光模型.这为锗的集成激光元器件的开发提供了一条新思路.     

激光辅助刻蚀硅锗合金样品生成低维片状结构的PL发光

我们用激光辐照辅助电化学刻蚀法在硅锗合金上形成了多种氧化低维纳米结构,特别是硅锗合金薄膜裂解后生成条形片状结构,其条形片表面有纳米颗粒分布。发现这些纳米颗粒经空气氧化后在波长为760nm和866nm处有较强的光致荧光(PL)峰,高温退火后其PL峰(643nm和678nm)有明显的蓝移。实验结果支持量子受限(QC)发光模型。该项工作为制备硅和锗的强发光材料提供了新的方法。