原子氢辅助分子束外延生长对GaAs材料性能的改善

利用深能级瞬态谱 (DL TS)研究了常规分子束外延和原子氢辅助分子束外延生长的掺杂 Si和 Be的 Ga As同质结构样品中缺陷的电学特性 .发现原子氢辅助分子束外延生长的样品中缺陷的浓度与常规分子束外延生长的样品相比有明显的降低 。

GaNAs基超晶格太阳电池的分子束外延生长与器件特性

采用分子束外延(MBE)生长技术生长了周期厚度不同的1 e V吸收带边的Ga N0.03As0.97/In0.09Ga0.91As应变补偿短周期超晶格(SPSL)。高分辨率X射线衍射(HRXRD)测量结果显示,当周期厚度从6 nm增加到20 nm时,超晶格的结晶质量明显改善。然而,当周期厚度继续增加时,超晶格品质劣化。对超晶格周期良好的样品通过退火优化,获得了具有低温光致发光现象的高含N量Ga NAs/In Ga As超晶格,吸收带边位于1 e V附近。使用10个周期的Ga NAs/In Ga As超晶格(10 nm/10 nm)和Ga As组成的p-i-n太阳电池的短路电流达到10.23 m A/cm2。经聚光测试获得的饱和电流密度、二极管理想因子与由电池暗态电流-电压曲线得到的结果一致。

在Si和Ge衬底上用分子束外延生长HgCdTe

在当前大规模红外焦平面器件的研制中,高性能器件的制备需要高质量、大面积、组分均匀的碲镉汞材料。衬底和外延材料的晶格失配导致了大量的位错增殖,严重影响红外焦平面器件的工作性能。本文对各种衬底进行了比较,并对Si基和Ge基上的外延碲镉汞材料的生长工艺及性能进行了调研和评价。

ZnMgSSe／GaAs薄膜的分子束外延生长及其特性研究

我们用分子束外延法在ＧａＡｓ（１００）衬底上生长一种新型的Ⅱ－Ⅳ族宽禁带化合物薄膜Ｚｎ１－ｘＭｇｘＳｙＳｅ１－ｙ．改变生长条件，可以控制Ｍｇ和Ｓ的组分在０≤ｘ≤１，０≤ｙ≤１．Ｍｇ和Ｓ的组分用俄歇电子能谱测定．用Ｘ－射线衍射技术对样品结构进行的研究发现，对任意Ｍｇ和Ｓ的组分，ＺｎＭｇＳＳｅ均为闪锌矿结构．用椭圆偏振光谱仪对材料的能隙和折射率进行的研究表明，加入Ｍｇ以后ＺｎＭｇＳＳｅ样品的折射率比ＺｎＳＳｅ样品的折射率要小，并且ＺｎＭｇＳＳｅ样品的折射率随民的增大而变小．合理选择ｘ、ｙ，在２．８ｅＶ＜Ｅｇ＜３．６ｅＶ均能得到与ＧａＡｓ晶格匹配的Ｚｎ１－ｘＭｇｘＳｙＳｅ１－ｙ．

在a-平面蓝宝石衬底上分子束外延生长的ZnO和ZnMgO材料结构和光学性质(英文)

氧化锌材料是新一代宽禁带光电子半导体材料,我们通过等离子体分子束外延设备,在a plane的蓝宝石衬底生长了高质量的氧化锌外延材料。在生长过程中用反射高能电子束衍射仪(RHEED),在位地研究了生长时材料薄膜的表面形貌。通过调节ZnMgO材料镁的组份,生长了禁带宽度可调的宽禁带材料。用紫外-可见透射光谱研究了ZnO,Zn0.89Mg0.11O和Zn0.80Mg0.20O薄膜材料的透射和吸收光谱性质,观察到Zn0.89Mg0.11O,Zn0.80Mg0.20O材料的吸收边的蓝移现象等。以上说明了我们用分子束外延生长 收稿日期:2003 07 22·09· 第1期StructuralandOpticalCharacterizationofZnOandZnMgOFilmsona-planesapphiresbyMolecularBeamEpitaxy2004年设备成功的生长了高质量的氧化锌和组份渐变的ZnMgO薄膜材料。

分子束外延生长InGaAs/GaAs异质结及其在独特场效应晶体管中的应用(英文)

用分子束外延技术生长了 In Ga As/Ga As异质结材料 ,并用 HALL效应法和电化学 C- V分布研究其特性。讨论了 In Ga As/Ga As宜质结杨效应晶体管 ( HFET)的优越性。和 Ga As MESFETS或 HEMT相比 ,由于 HFET没有 Al组份 ,具有低温特性好 ,低噪声和高增益等特点。本文研究了具有 In Ga As/Ga As双沟道和独特掺杂分布的低噪声高增益 HFET。

气态源分子束外延生长Ge_xSi_(1-x)/Si异质结合金

采用气态源分子束外延法成功地生长了ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ异质结合金材料，所使用的气体分别是乙硅烷和锗烷。高能电子衍射被用于原位监控生长层的表面重构状态。在一定的生长温度下，ＧｅｘＳｉ１－ｘ合金组分ｘ取决于锗烷和乙硅烷的流量比。外延层的表面形貌与锗组分的大小、生长层的厚度及生长温度有关。结果表明，较大的锗组分和较高的生长温度利于由二维模式向三维模式转变的外延生长。

分子束外延生长液晶光阀用ZnS_xSe_(1-x)薄膜的研究

描述了ZnSxSe1-x光盲紫外液晶光阀的结构和工作原理 ,并从器件的电学模型出发 ,着重讨论了整体器件对ZnSxSe1-x光敏层的特殊要求。采用分子束外延技术在ITO导电玻璃上制备了具有 (111)面定向生长结构的ZnSxSe1-x多晶薄膜 ,通过控制反应时的生长参数 ,制备出了符合器件设计要求的光敏层薄膜。室温下 ,该薄膜的紫外 /可见光响应对比度大于10 3 ;响应波长截止边可通过控制薄膜中的Se组分 ,在 (36 0～ 4 10 )nm范围内连续可调 ;薄膜的暗电阻率在 (4 32× 10 9～ 2 0 3×10 11)Ω·m之间 ,并随着晶粒的增大而减小 ;在液晶光阀工作的低频段 (<2 0 0Hz) ,其光 /暗阻抗比在 0 2 2～ 0 36之间。

Ge/Si超导型和Ge_xSi_(1-x)/Si合金型超晶格的分子束外延生长和特性研究

用分子束外延(MBE)技术生长了Ge/Si超薄型超晶格和Ge_xSi_(1-x)/Si合金型超晶格。用RHEED强度振荡技术生长出了非常陡峭和平整的Si/Ge异质结界面。在Si(001)上生长的一个单原子层Ge和一个单原子层Si的多层结构是可以得到的最薄的超晶格。合金型超晶格的厚度可满足器件制造的要求并避免了失配位错的产生。用XTEM、RBS及X射线衍射对外延晶体质量作了签定,用Raman谱和电调制反射谱对超晶格的光学特性进行了研究。

采用As_2和As_4模式的新型全固源InAsP分子束外延生长

在国产分子束外延设备的基础上 ,利用新型阀控裂解 As源炉 ,对 As2 和 As4 的生长特性进行了全面的研究 .以 As2 和 As4 两种模式 ,在 (0 0 1) In P衬底上生长了高质量的 In As P体材料和 In Asy P1 - y/ In P多量子阱样品 .材料质量用 X射线衍射 (XRD)以及室温和低温的光致发光 (PL)测定 .实验发现 ,两种模式生长的样品的晶体结构质量相当 ,但 As2 的吸附系数明显大于 As4 的吸附系数 .另外 ,用 As2 模式生长的多量子阱样品的室温光学特性优于As4 模式生长的样品 ,但在低温时 ,二者几乎相同 ,这是由 As4

分子束外延生长SiGe合金中位错密度的研究

Schimmel腐蚀液腐蚀结合高倍光学显微镜观察发现 ,不同尺寸的掩膜窗内生长的 Si Ge外延层中的位错密度在整个外延层中从 Si Ge/Si界面到 Si Ge外延层表面由少到多 ,再由多到少明显地分成 3个区 .无掩膜窗限制的大面积区内的 Si Ge层则只呈现 2个区 .掩膜材料与掩膜窗尺寸不同 ,这 3个区的位错密度也不同 .掩膜形成过程中产生的应力对衬底晶格的影响 ,以及掩膜边界对衬底与外延层的影响是造成这种不同的根本原因 .

激光分子束外延生长动力学虚拟仿真实验建设

依托科研团队和科研设备,开发面向本科生教学的虚拟仿真实验项目,是实施科教融合和科研育人的有效方法。该文探讨了将激光分子束外延生长法这一凝聚态物理前沿技术转化为虚拟仿真实验的设计方案,分别从学科的理论基础、理论前沿和技术前沿解读该方法,突出展示了其分子动力学原理。对提升学生的科研兴趣、培养他们的科学实验素养起到了较好的促进作用。

分子束外延生长轻掺杂SiGaAs的光致发光

用具有调制源的分子束外延(MBE)轻掺杂Si生长出GaAs层,并利用低温光致发光测定了它的特性。在光致发光光谱的近带边区观察到了自由激子和束缚激子发射。与杂质有关的发射在光谱特性上发生改变,这可归因于MBE生长中Si分子束的调制发生了变化。在MBE生长过程中,根据提供As源期间内供Si的时间,掺入的硅原子既可成为施主,也可成为受主。通过改变供Si时间,在定域格位上完成了Si掺杂。

分子束外延生长掺铒GaAs和GaA1As的1.54ηm室温电致发光

用分子束外延法生长了掺饵GaAs和GaAlAs双异质结发光二极管.这两种器件在温度为300K时呈现1.54μm电致发光.注入电流低到0.8mA/Cm^2时,所检测到的GaAlAs:Er的光谱线比GaAs:Er的要窄得多.同时还发现,温度300K时外量子效率为10^(-6)。本文还提供了有关从注入载流子到稀土能量传递的初始数据。

分子束外延生长ZnSe p-n结的蓝色电致发光

利用光致发光光谱的方法研究了分子束外延生长氧掺杂ZnSe的光学特性。结果发现氧在ZnSe中作为一种等电子杂质起受主的作用,这种作用与通常使用的掺杂剂如氮所起的作用相同。由ZnSe p-n结得到了蓝色电致发光。Ga和O分别用作n型和p型ZnSe的掺杂剂。电子束感生电流(EBIC)的结果有力地证实了p-n结的形成。室温下46(?)0(?)和77K下44600的带边发射在p-n结的电致发光光谱中占主导地位。

在GaAs(001)衬底上的分子束外延生长及直径2英寸Hg_(xl)Cd_xTe膜的特性

在GaAs（100）衬底上用分子束外延法生长出了2英寸直径的Hg1-xCdxTe膜。这些膜都是在（100）和（111）B晶向上生长的并且都具有两种导电类型。这些膜的特性用电子衍射、红外吸收以及范德堡直流霍尔测量值来表征。它们的表面从中央到边缘有光泽且似镜面。这些膜的Cd浓度（x）非常均匀,其标准偏差相当子平均值（x）的0.7％,它们的厚度在0.6％之间是均匀的。

用分子束外延生长技术来改进HgCdTe材料的特性和重复性(下)

3.5.2,载流子的迁移率图7表示我们用分子束外延技术生长的外延层材料在77K时的电子迁移率与组分的关系,组分对应的波段范围从中波红外一直到超长波红外。长波红外(X=0.23)材料的典型迁移率是大于1×10~5cm^2/V.S。图中的实心线是为了帮助眼睛看清楚而画出来的。

Mg_xZn_(1-x)O单晶薄膜的分子束外延生长及结构表征

用等离子辅助分子束外延(P-MBE)的方法,在蓝宝石c-平面上外延生长了Mg_xZn_(1-x)O合金薄膜。在0≤x≤0.2范围内Mg_xZn_(1-x)O薄膜保持着六角纤锌矿结构不变。原位反射式高能电子衍射图样和X射线双晶衍射谱的结果表明生长的样品是单晶薄膜。随着x值逐渐增大,Mg^(2+)离子逐渐进入ZnO的晶格,X射线双晶衍射测得样品的(002)取向的半高宽度从0.249°增加到0.708°,表明结晶质量逐渐下降,(002)方向的X射线衍射峰向大角度方向移动,晶格常数c由5.205减小到5.185。透射光谱的结果表明,合金薄膜的吸收边随着Mg离子的掺入逐渐向高能侧移动,室温光致发光谱出现很强的紫外发光(NBE)峰,没有观察到深能级(DL)发射,且随着Mg掺入量的增加,紫外发光峰有明显的蓝移,这与透射光谱的结果是相吻合的。

Li掺杂p型ZnSe的分子束外延生长

宽带隙的Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物ZnSe,室温带隙为2.7eV,是研制高效蓝色发光器件最有潜在用途的材料。要用ZnSe材料制作高质量的结型器件,关键在于外延薄膜时有意掺入一定量的杂质,使这种材料具有人为控制的导电类型。宽带Ⅱ-Ⅵ族化合物都是离子性很强的单极性材料,通常情况下,ZnSe材料只呈现n型。

分子束外延生长ZnSe自组织量子点光、电行为研究

分别应用光致发光、电容 电压和深能级瞬态傅里叶谱技术详细研究ZnSe自组织量子点样品的光学和电学行为 .光致发光温度关系表明ZnSe量子点的光致发光热猝火过程机理 .两步猝火过程的理论较好模拟和解释了相关的实验数据 .电容 电压测量表明样品表观载流子积累峰出现的深度 (样品表面下约 10 0nm处 )大约是ZnSe量子点层的位置 .深能级瞬态傅里叶谱获得的ZnSe量子点电子基态能级位置为ZnSe导带下的 0 11eV ,这与ZnSe量子点光致发光热猝火模型得到的结果一致 .