ZnSe薄膜的激子光谱

采用分子束外延 (MBE)技术 ,在 Ga As(1 0 0 )衬底上生长了厚度从 0 .0 4 5到 1 .4μm的 Zn Se薄膜 .X射线衍射谱证实 ,随着薄膜厚度的增加 ,应变逐步弛豫 .测量了低温下样品的反射谱和光致发光谱 ,观察到轻重空穴的能级在不同应变下的分裂、移动和反转 ,以及激子极化激元 (Po-lariton)对反射谱的影响 .也观察到束缚激子发光随着薄膜厚度的变化规律 :束缚在中性受主杂质上的束缚激子发光 (I1峰 )随着薄膜厚度的增加逐渐变弱直至消失 ,而束缚在中性施主杂质上的束缚激子发光 (I2 峰 )则随着厚度增加逐渐增强 .

分子束外延生长ZnO薄膜及性能研究

用分子束外延 (MBE)和氧气氛方法 ,并改变束源炉和衬底生长温度 ,在Si(10 0 )衬底上 ,采用Zn作缓冲层以解决ZnO层与衬底间的晶格失配问题 ,生长得到ZnO薄膜。在ZnO Zn Si(10 0 )薄膜样品的X射线衍射 (XRD)谱中 ,观测到ZnO的 (10 0 )、(0 0 2 )、(10 1)、(10 2 )和 (10 3)等衍射峰 ;用原子力显微镜 (AFM)观测ZnO薄膜的表面形貌 ,为直径约 80— 90nm的量子点 ,表明已得到具有纳米结构的ZnO薄膜。用同步辐射EXAFS技术研究了ZnO薄膜的局域结构 。

S钝化GaAs(100)衬底上分子束外延ZnSe薄膜的喇曼光谱研究

用分子束外延法（ＭＢＥ）分别在经（ＮＨ４）２Ｓｘ溶液和Ｓ２Ｃｌ２溶液钝化的ＧａＡｓ（１００）衬底上生长了ＺｎＳｅ薄膜．用室温喇曼光谱对不同处理方法的ＧａＡｓ上所长ＺｎＳｅ薄膜的晶体质量和ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ界面进行对比研究．用喇曼散射的空间相关模型定量分析了一级喇曼散射的空间相关长度与晶体质量间的关系．根据ＧａＡｓ的ＬＯ－等离子激元耦合模喇曼散射强度的变化，分析了不同Ｓ钝化方法对ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ界面以及ＺｎＳｅ薄膜质量的影响．结果表明，Ｓ２Ｃｌ２溶液钝化的ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ样品具有较低的界面态密度和较好的晶体质量，因此Ｓ２Ｃｌ２溶液钝化的效果明显优于（ＮＨ４）２Ｓｘ溶液．

GaAs衬底上分子束外延ZnTe_(1-x)S_x合金的光学声子散射研究

用分子束外延方法在GaAs（100）衬底上外延生长了不同组分的ZnTe1-xSx（0＜x＜1）合金．用X射线衍射和喇曼散射对该合金的晶体结构和光学声子散射性能进行了研究．通过对其光学声子频率随x的变化研究发现，ZnTe1-xSx合金呈现典型的双模特性．其中，ZnTe1-xSx合金中类ZnTe模和类ZnS模的长波光学声子频率随组分x呈线性变化．用改进了的随机元等位移（MREI）模型计算了该合金的长波光学声子频率和x的关系，并与测量结果作了比较，理论和实验符合很好．

GaAs(001)衬底上MnTe与相关超晶格的晶格生长和光谱特性

在ＧａＡｓ（００１）衬底上，用分子束外延方法生长ＭｎＴｅ薄膜和ＭｎＴｅ／ＺｎＴｅ等超晶格，发现在ＭｎＴｅ外延层中可能出现的ｂｃｃ晶畴，在超晶格中得到抑制，而且ＭｎＴｅ薄膜或超晶格中的ＭｎＴｅ层都不是严格的闪锌矿结构．通过比较２Ｋ下ＭｎＴｅ／ＺｎＴｅ和Ｚｎ０．８４Ｍｎ０．１６Ｔｅ／ＺｎＴｅ的低温光致发光谱和反射谱，发现ＭｎＴｅ／ＺｎＴｅ的由应力造成的红移更大，半宽也增大。

分子束外延ZnSe/ZnS_xSe_(1-x)超晶格光学特性

用分子束外延方法在 Ga As(10 0 )衬底上生长了高质量的 Zn Se/ Zn Sx Se1 - x(x=0 .12 )超晶格结构 ,通过 X射线衍射谱和光致发光谱 ,对其结构特性和光学特性进行了研究 .结果表明 :在 4 .4 K温度下 ,超晶格样品显示较强的蓝光发射 ,主发光峰对应于阱层 Zn Se的基态电子到重空穴基态的自由激子跃迁 ,而且其峰位相对于 Zn Se薄膜的自由激子峰有明显蓝移 .从理论上分析计算了由应变和量子限制效应引起的自由激子峰位移动 。

应变层超晶格Zn_(1-x)Cd_xSe/ZnSe和ZnSe/ZnS_xSe_(1-x)光致发光谱

本文报道了分子束外延生长的应变层超晶格Ｚｎ０．７７Ｃｄ０．２３Ｓｅ／ＺｎＳｅ和ＺｎＳｅ／ＺｎＳ０．１２Ｓｅ０．８８的光致发光谱．分析了影响激子线型展宽的主要因素．定量表征了４．４Ｋ下合金涨落和阱厚涨落对线型展宽的贡献．理论分析表明，在低温（４．４Ｋ）下，合金涨落和阱宽涨落对线型展宽起主导作用．对比结果显示，Ｚｎ０．７７Ｃｄ０．２３Ｓｅ／ＺｎＳｅ超晶格的合金涨落和阱宽涨落对线型展宽的贡献大于ＺｎＳｅ／ＺｎＳ０．１２Ｓｅ０．

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．

宽禁带Ⅱ－Ⅵ族四元合金Zn_（1－x）Mg_xS_ySe_（1－y）成分的定量俄

用分子束外延法在ＧａＡｓ（１００）衬底上生长了高质量的四元合金Ｚｎ（１－ｘ）ＭｇｘＳｙＳｅ（１－ｙ）薄膜．在对所生长的样品进行俄歇电子能谱、Ｘ射线衍射和喇曼散射研究后，提出了一种确定四元合金Ｚｎ（１－ｘ）ＭｇｘＳｙＳｅ（１－ｙ）组分的方法，即：利用ＺｎＳｙＳｅ（１－ｙ）和化学配比的ＭｇＳｅ作为标准样品，通过Ｘ射线衍射和喇曼散射测得标准样品ＺｎＳｙＳｅ（１－ｙ）中的Ｓ组分，再根据ＺｎＳｙＳｅ（１－ｙ）和ＭｇＳｅ的俄歇谱图，对各元素的相对灵敏度因子进行修正，然后利用相对灵敏度因子法比较精确地走出四元合金Ｚｎ（１－ｘ）ＭｇｘＳｙＳｅ（１－ｙ）的组分．

ZnCdSe/ZnSe单量子阱中的双激子发光谱

在分子束外延生长的ＺｎＣｄＳｅ／ＺｎＳｅ单量子阱结构中，观察到了双激子发光谱．采用不同宽度的量子阱，得出了双激子束缚能与量子阱宽度的依赖关系．研究了双激子发光谱与激发光波长和激发功率的关系．发现在阱内激发的条件下，自由激子更容易由于相互作用而形成双激子，在～１ｍＷ／ｃｍ２的激发功率密度下即可观察到明显的双激子发光．

Zn_(1-x)Mn_xSe/Zne应变超晶格的分子束外延生长及特性研究

用分子束外延方法在GaAS（100）衬底上成功生长了高质量的Zn1-xMnxSe／Znse（x＝0．16，x＝0．14）超晶格结构．用X射线衍射和喇曼散射对其结构、应变分布以及光散射性能进行了研究．当超晶格的总厚度大于其临界厚度时，超晶格将完全弛豫至一个新的平衡晶格常数．此时，在（100）平面内，ZnSe阱层受到张应变，而Zn1-xMnxSe垒层受到压应变，从而，导致其喇曼光谱中，ZnSe阱和Zn1-xMnxSe垒的LO声子峰分别向低频方向和高频方向移动．当超晶格总厚度小于其临界厚度时，超晶格不再弛豫而是保持过渡层Znse的晶格常数，此时，ZnSe阶层不再受到应变，而Zn1－xMnxSe垒层受到压应变，在其喇曼光谱中，仅视察到ZnSe材料光学声子峰．本文从理论上分析计算了由这种应变引起的LO峰的频率移动，结果和实验所测值符合很好．

ZnO薄膜的分子束外延生长及性能

利用分子束外延 (MBE)和氧等离子体源辅助MBE方法分别在Si(1 0 0 )、GaAs(1 0 0 )和蓝宝石Al2 O3(0 0 0 1 )衬底上用Zn、ZnS或以一定Zn O化学计量比作缓冲层 ,改变衬底生长温度和氧压 ,并在氧气氛下 ,进行原位退火处理 ,得到ZnO薄膜。依据X射线衍射 (XRD)图 ,表明样品的结晶性能尚好 ,且呈c轴择优取向 ;实验结果表明在不同衬底上生长的ZnO薄膜 ,由于晶格失配度不同 ,其衍射峰也有区别。用原子力显微镜(AFM)观测薄膜的表面形貌 ,为晶粒尺寸约几十纳米的ZnO纳米晶 ,且ZnO晶粒呈六边形柱状垂直于衬底的表面。采用掠入射X射线反射率法测膜厚。在 36 0nm激发下 ,样品的发光光谱是峰值为 4 1 0 ,5 1 0nm的双峰谱 。

分子束外延生长ZnO薄膜的XAFS研究

利用同步辐射广延X射线吸收精细结构(EXAFS),研究在不同条件下分子束外延制备的ZnO薄膜,如分别在蓝宝石(0001)、Si(100)衬底上,生长温度为200℃或300℃下得到样品的局域结构。发现这些ZnO薄膜的EXAFS函数(k2x(k))谱形状相似,说明各个样品都具有较为相近的基本局域结构。对生长温度为200℃的ZnO/Al2O3(0001)和ZnO/Si(100)样品,其Zn-O第一配位峰的无序度σ2分别为0.0054A2和0.0080 A2,当生长温度从200℃提高到300℃时,ZnO/Al203(0001)样品的Zn-O第一配位峰的无序度σ2降为0.0039 A2。结果表明衬底与ZnO的晶格失配度和生长温度对ZnO薄膜的配位数、Zn-O键长影响不大,但较小的晶格失配度和较高的生长温度下得到的ZnO薄膜局域有序性较高;且样品的局域结构越有序,相应的配位峰幅度也越高。

分子束外延ZnSe/GaAs材料的拉曼散射研究

用分子束外延 (MBE)技术 ,在GaAa( 10 0 )衬底上生长了厚度从 0 .0 45 μm到 1.4μm的ZnSe薄膜。通过室温拉曼光谱的测量对ZnSe薄膜纵光学声子 (Longitudinal opticalphonon)的谱形进行了分析。用拉曼散射的空间相关模型定量分析了一级拉曼散射的空间相关长度与晶体质量之间的关系 ,结果表明ZnSe外延层的晶体质量随着外延层厚度的减薄是渐渐退化的 ,这是由于界面失配位错引入外延层所致 ,理论分析与实验结果相吻合。

宽禁带Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体薄膜及超晶格的外延生长及特性研究

介绍了宽禁带II-VI族化合物半导体ZnSe,ZnSSe和ZnCdSe外延膜及它们的超晶格的分子束外延生长.用X射线衍射法(XRD)和光致发光(PL)法分别对其结构特性和光学特性进行了研究.尤其是对超晶格样品所进行的温度变化的PL研究,得出了对于ZnSe/ZnSSe超晶格,其激子激活能(E_(?))仅为17meV,我们用ZnSe/ZnSSe导带不连续较小来解释这个结果.而对于ZnCdSe/ZnSe超晶格,其E_(?)则为41meV,这说明此类超晶格所形成的量子阱,足以对电子和空穴进行限制.这些结果为我们进一步设计蓝绿半导体激光器结构提供了依据.