ZnO及其缺陷电子结构对光谱特性的影响

利用全势ＬＭＴＯ(ＦＰ－ＬＭＴＯ)理论计算方法,对ＺｎＯ中的某些缔合缺陷(如氧空位和锌填隙、锌填隙和锌空位及锌的氧反位缺陷〕的电子结构进行了计算根据本文和以前的计算结果,得到了ＺｎＯ中几种本征点缺陷对应的缺陷态能级位置．利用得到的理论计算结果,我们分析了ＺｎＯ的吸收和发射光谱可能产生的机制,并讨论了ＺｎＯ与缺陷电子结构对它们的影响．

ZnO(000)表面的同步辐射角分辨光电子能谱研究

利用同步辐射角分辨光电子能谱(angle-resolved photoeletron spectroscopy,ARPES)并结合全势缀加平面波(full potential linearized augmented plane waves,FPLAPW)理论计算方法研究了ZnO(000)表面的价带电子结构及能带色散.通过垂直出射的ARPES得到ZnO体态沿ΓA方向的能带结构并确定了两个表面态,实验结果与理论计算结果较为一致.利用非垂直出射的ARPES得到这两个表面态沿ΓKM方向的二维能带色散.

3C-SiC的能带结构和光学函数的第一性原理计算

利用从头计算的全势缀加平面波理论方法研究了3C-SiC的能带结构和基本的光学函数,得到了Si、C分波态密度和能带结构.介电函数的虚部由能带结构的计算直接得到.经带隙校正后,由Kramers-Kronic(K-K)色散关系计算了介电函数的实部.由得到的介电函数计算了折射率、消光系数和反射率.经比较,计算的结果与已有的实验数据基本相符.

硫钝化对Fe/GaAs(100)界面电子结构和磁性质的影响

利用同步辐射和铁磁共振研究了使用 CH3CSNH2 硫钝化的 Ga As( 1 0 0 )表面铁超薄膜的电子结构和磁性 .实验结果表明 ,硫钝化能阻止 As向铁薄膜层的扩散 ,减弱 As和 Fe的相互作用并增强了在 Ga As( 1 0 0 )表面生长的铁超薄膜的磁性 .

硫钝化对Fe、Co/GaAs(100)界面形成和磁性质的影响

利用同步辐射和铁磁共振研究了经硫代乙酰胺硫钝化处理的GaAs(1 0 0 )表面生长的Fe、Co超薄膜与衬底的界面形成及磁性 .实验结果表明 ,硫钝化能阻止As向Fe、Co超薄膜扩散 ,减弱As和Fe、Co的相互作用并增强在GaAs(1 0 0 )

碳化硅表面锌的吸附及其热氧化的同步辐射光电子能谱研究

利用同步辐射光电子能谱(Synchrotronradiationphotoelectronspectroscopy,SRPES)和X射线光电子能谱(X-rayphotoelectronspectroscopy,XPS)技术,研究了金属Zn在6H-SiC表面的吸附和热氧化以及ZnO/SiC的界面形成过程。研究结果表明,在SiC表面沉积金属Zn的初始阶段,Zn可以夺取SiC衬底表面残留的氧并与之成键。随着Zn覆盖度的增加,表面具有金属特性。在2.0×10-4Pa的氧气氛中180℃温度退火下,覆盖的Zn会被部分氧化形成ZnO,还有部分Zn因其在真空中的低蒸发温度而逸出表面。在同样的氧气氛中600℃温度退火后,覆盖的金属Zn全部被氧化而生成ZnO。在氧气氛中退火时,衬底也会轻度氧化,从而导致在ZnO/SiC界面处存在一层很薄的Si的氧化层。根据得到的光电子能谱的实验结果,计算出ZnO/SiC异质结的价带偏移为1.1eV。

NSRL在半导体表面结构的光电子衍射研究

利用角分辨光电发射精细结构(ARPEFS)技术研究了GaAs(001)面,验证了Biegelsen提出的钙双层模型的正确性。拟合结果显示,最外层构成二聚体的两个钙原子沿[110]方向移动聚拢,偏离体材料格位8.3%。同时最外层的钙原子向内收缩2.1%。利用X射线光电子衍射(XPD)实验技术研究了硫钝化方法处理过的GaAs(001)表面结构,确定了钝化的硫原子位于第一层钙原子的桥位上。与钙原子成键的键长为3.62?、键角为61.2°。使用与能量和角度有关的光电子衍射技术并结合多重散射团簇模型计算对Al2O3衬底上生长的GaN单晶薄膜表面的极化性质进行了研究,确定了该GaN表面极性为钙在最外层的正极化性。

NSRL在宽带隙半导体能带结构的研究进展

综述了中国科技大学国家同步辐射实验室(NSRL)在宽带隙半导体能带结构的研究进展。首次利用全势线性Muffin-tin 轨道(FP-LMTO)方法,计算了ZnO及其几种本征点缺陷的能带结构,从理论上证明了Zn填隙是引起ZnO的本征n型导电性的主要原因,并讨论了它们对ZnO的光谱特性的影响。利用同步辐射角分辨光电子能谱技术研究了纤锌矿结构GaN(0001)体态和表面态的能带色散。首次通过全势缀加平面波(FPLAPW)方法,对β-SiC(110)表面进行了第一性原理计算。我们的计算结果显示出顶层Si-C键长收缩且发生扭转的驰豫特性,而表面弛豫实现了从金属性到半导体性质的转变。

Rb／InP（100）界面的电子能谱研究

用光电子能谱技术（ＸＰＳ和ＵＰＳ）研究了Ｒｂ／ＩｎＰ（１００）的界面形成和电子结构．实验结果表明，当Ｒｂ淀积到ＩｎＰ（１００）表面时，它首先表现为物理吸附，形成突变界面．随Ｒｂ复盖量的增加，Ｒｂ向ＩｎＰ体内扩散，Ｒｂ－Ｉｎ之间发生置换反应．此时Ｒｂ－Ｐ形成化学健．退火后，Ｒｂ一部分脱附，一部分向体内扩散．同时，Ｉｎ和Ｐ也向外扩散．在较高的温度下，更多的Ｉｎ向外偏析．

铯对GaAs（100）表面氧化的催化作用

我们用ＸＰＳ、ＵＰＳ及功函数的测量研究了氧在Ｃｓ复盖的及清洁的ＧａＡｓ（１００）表面的吸附行为．实验结果证明，在０．６ＭＬ的Ｃｓ复盖度下，碱金属Ｃｓ可以使衬底的氧化大大增强．在氧吸附初期（＜１Ｌ），氧优先吸附在碱金属复盖层以下或碱金属原子之间的Ａｓ原子位置上．随氧的暴露量的增加，氧吸附在Ｇａ和Ａｓ的位置上．此时，Ｇａ和Ａｓ独立地被氧化形成Ｇａ_２Ｏ_３和Ａｓ_２Ｏ_３。

氯在GaAs(110)表面的吸附

测量了吸附不同量的氯后GaAs(110)表面UPS谱及功函数的变化。结果表明随氯吸附量的增加,其功函数变大。提出功函数的改变主要由电离能的变化而引起。

金属夹层对Ge/GaAs(100)能带偏离影响的研究

用光电发射的方法研究了碱金属Na和碱土金属Mg对Ge／GaAs（100）异质结形成及能带偏离的影响。实验结果表明，Na和Mg的薄夹层可使Ge／GaAs（100）的价带偏离分别增加0．19和0．18eV。通过Na，Mg和Al夹层的对比研究，可认为金属夹层对异质结能带偏离的影响与金属的电负性及其与衬底的相互作用有关。

碱金属Cs和InP(100)界面电子结构的研究

用光电子能谱技术（XPS和UPS）研究了碱金属Cs和InP（100）的界面形成和退火效应。实验结果表明，在覆盖低于0．5ML时，Cs和InP（100）形成突变界面。当覆盖度增加后，Cs－In产生置换反应，界面形成混合相，退火后，Cs一部分脱附，一部分与In产生置换反应而留在InP体内。

碱金属Cs和Na与GaAs(100)界面相互作用的光电子能谱研究

用光电子能源谱技术（XPS和UPS）研究了金属Cs和Na与GaAs（100）的界面形成。实验结果表明，Cs和Na吸附在GaAs（100）表面时，衬底As向外扩散，形成混合相。在Na吸附的表面，As扩散程度比Cs吸附的表面大。随着复盖层厚度增加，吸附层开始金属化。

碱金属Rb在InP（100）表面的催化氧化作用

我们用ＸＰＳ和ＵＰＳ研究了氧在Ｒｂ复盖的和清洁的ＩｎＰ（１００）表面的吸附行为．实验结果表明，碱金属可以使衬底的氧化能力大大增加．在氧的暴露量低于１Ｌ时，氧主要吸附在碱金属原子之间的ＩｎＰ衬底上，且位于Ｒｂ原子层之下．当氧暴露量增加时，氧主要还是吸附在Ｒｂ覆盖层下面，这时衬底开始氧化．在清洁表面，氧主要吸附在Ｉｎ原子上．样品退火后，Ｒｂ部分脱附，同时，衬底的氧化物相（ＩｎＰＯ４）含量增加．

NSRL在表面化学中的同步辐射研究进展

综述了国家同步辐射实验室在表面化学的同步辐射研究中的部分新进展。其中包括碱金属Ｋ和稀土金属Ｇｄ对半导体表面氧化和氮化的催化作用；ＧａＡｓ（１００）半导体表面采用ＣＨ３ＣＳＮＨ２硫钝化的新方法；稀土金属Ｇｄ在半导体表面的吸附及界面形成；一种新的氧化镁薄膜的制备方法。

铯钠镱和其它金属与固体氨功函数的测量和研究

测量了80K 下氨吸附在金、钽、镱的表面引起的功函数的改变.结果表明,氨的吸附会引起功函数的减小.当铯(或钠)淀积在固体氨上时,其功函数变得此铯(或钠)本身还要低.更为有趣的是经过一层接一层的交替淀积可溶于氨的金属(如铯、钠、钝),可得到最小功函数0.9(±0.1)eV.其值与金属本身和所用的衬底无关.本文对上述实验现象连行了解释,并用“大极化子理论”,估算了极化频率和耦合常数.

镱和固体氨的光电发射谱研究及其功函数的测量

1 引言自从1946年Ogg报道钠—氨溶液具有超导性质以来,碱金属和氨溶液体系一直是人们极感兴趣的课题。这种体系的一个显著的特点首先是金属原子分解为溶解的阳离子和溶解的电子,其次是导电性由电解溶液向液体金属改变。某些稀土金属(如镱、铕)具有和钠氨体系类似的性质。本文的目的是试图通过光电发射谱的研究和功函数的测量来研究镱—氨体系的电子结构。

NSRL在半导体表面和界面的同步辐射研究进展

综述了国家同步辐射实验室在半导体表面和界面的同步辐射光电子能谱研究。其中包括碱金属在半导体表面的吸附及其对半导体表面氧化和氮化的催化作用;稀土金属在半导体表面的吸附及其界面形成;Ⅲ-Ⅴ族半导体表面的钝化及其与金属界面研究;半导体表面的磁性超薄膜研究;与Ⅱ—Ⅵ族半导体有关的异质结能带排列。

一种新型Si电子束蒸发器的研制及其应用研究

我们成功地设计出一种新型的Si电子束蒸发器 ,并将它应用于Ge/Si(111)量子点的生长。由于采用悬臂式设计 ,它完全克服了高压短路的问题。电子束蒸发器的性能试验表明 ,稳定输出功率可以控制输出稳定的Si束流。应用这种电子束蒸发器可以在 70 0℃ ,成功沉积出平整的单晶Si薄膜。进一步的试验表明 ,在这种缓冲层表面可以自组装生长出Ge量子点。