利用P-MBE方法在(400)Si衬底上生长ZnO薄膜

利用等离子体辅助分子束外延(P MBE)方法在(400)Si衬底上生长ZnO薄膜。为改善生长后样品的质量,把样品解理成三块后,在不同温度下氧气气氛中退火。通过X射线衍射(XRD)谱和光致发光(PL)谱进行表征,讨论了用P MBE方法在Si基上生长的ZnO的室温光致发光发光峰的可能原因。

P-MBE制备氮掺杂p型ZnO中空穴的散射机制

利用等离子体辅助的分子束外延(P-MBE)技术,在蓝宝石衬底上制备了氮掺杂的p型ZnO薄膜。通过变温霍尔测量研究了空穴浓度和迁移率随温度的变化特性。对载流子浓度拟合的结果表明氮受主具有75meV的能级深度。通过对各种散射机制下迁移率的讨论,发现由晶粒及其晶界组成的这种结构极大地降低了p型ZnO中载流子的迁移率。

利用P-MBE制备高质量Mg_xZn_(1-x)O的结构和光学特性

利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)的方法,在c平面的蓝宝石衬底上制备了高质量的MgxZn1-xO合金薄膜。通过改变Mg源的温度,得到了不同Mg组份的MgxZn1-xO合金薄膜;通过引入ZnO的低温缓冲层,有效地提高了MgxZn1-xO合金薄膜的结晶质量。随着Mg组份的增加,MgxZn1-xO的X射线衍射的(002)衍射峰逐渐向大角度方向移动。对样品进行光致发光(PL)谱的测量,在室温下观察到了较强的紫外发光。随Mg浓度的增加,紫外发光峰向高能侧移动,并且发光峰逐渐展宽。通过对x=0.15的样品进行变温光谱的测量研究了紫外发光峰起因,得到了MgxZn1-xO的发光是来自于自由激子的发光。自由激子束缚能为54meV。

Mg_xZn_(1-x)O单晶薄膜的结构和光学性质

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MgxZn1 xO合金薄膜。在0≤x≤ 0 2范围内薄膜保持着ZnO的纤锌矿结构不变。X射线双晶衍射谱的结果表明生长的样品是单晶薄膜。据布喇格衍射公式计算得到 ,随着Mg含量的增加 ,薄膜的晶格常数c由 0 5 2 0 5nm减小到 0 5 1 85nm。室温光致发光谱出现很强的紫外近带发射 (NBE)峰 ,没有观察到深能级 (DL)发射 ,且随着Mg的掺入量的增加 ,紫外发射峰有明显的蓝移。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 ,这与室温下光致发光的结果是相吻合的 ,并计算出随着x值增加 ,带隙宽度从 3 338eV逐渐展宽到3 6 82eV。通过研究Mg0 1 2 Zn0 88O样品的变温光谱 ,将紫外发射归结为束缚在施主能级上的束缚激子发射。并详细地研究了在整个温度变化过程中 ,束缚激子的两个不同的猝灭过程以及谱线的半峰全宽与温度变化的关系。

MBE生长ZnO薄膜的结构和光学特性的研究

用等离子体源辅助分子束外延(P-MBE)方法在蓝宝石(0001)面上生长出了高质量的ZnO薄膜,并对其结构和发光特性进行了研究。在XRD中只观察到ZnO薄膜的(0002)衍射峰,其半高宽(FWHM)值为0.18°;而在共振Raman散射光谱中观测到1LO(579cm-1)和2LO(1152cm-1)两个峰位,这些结果表明ZnO薄膜具有单一c轴取向和高质量的纤维锌矿晶体结构。在吸收光谱中观测到自由激子吸收和激子-LO声子吸收峰,这表明在ZnO薄膜中激子稳定的存在于室温,并且两峰之间能量间隔为71.2meV,与文献上报道的ZnO纵向光学声子能量(71meV)相符。室温下在光致发光光谱(PL)中仅观测到位于376nm处的自由激子发光峰,而没有观测到与缺陷相关的深能级发射峰,表明ZnO薄膜具有较高的质量和低的缺陷密度。

Mg_xZn_(1-x)O单晶薄膜和MgZnO/ZnO异质结构的光学性质

报道了利用等离子辅助分子束外延技术 ,在蓝宝石 c平面上外延生长的 Mgx Zn1 - x O单晶薄膜以及 Mg Zn O/Zn O异质结构的光学性质 .室温下随着 Mg浓度增加 ,合金薄膜样品的发光峰与吸收边均向高能侧移动 .研究了样品紫外发光的起因 ,将 Mgx Zn1 - x O合金薄膜的发光归结为束缚激子的复合 .在 Mg0 .0 8Zn0 .92 O/ Zn O样品中 ,观察到了分别来自于 Zn O层和 Mg Zn O盖层的发光和吸收 ,并将其归因于来自 Zn O层的自由激子和 Mg Zn

Mg_xZn_(1-x)O合金的相结构转变和光学性质

利用等离子辅助分子束外延(P-MBE)技术,在蓝宝石c-平面上外延生长了MgxZn1-xO(0≤x≤0·65)合金薄膜,其x值分别为0,0·11,0·28,0·44,0·51和0·65.X射线衍射测量表明,随着x增加到0·28,只在2θ为34·46～34·67°的位置观察到(002)衍射峰,表明样品为单一六角纤锌矿结构的MgZnO合金.当x值增加到0·44时,观察到了MgxZn1-xO的相分离.当x值增加到0·65时,MgZnO合金完成了从单一六角纤锌矿结构向立方向结构的转变.通过对样品的光致发光谱、吸收谱的测量,详细研究了上述样品的相结构转变对其光学性质的影响.

P型长波Hg_（1－x）Cd_xTe材料MBE生长技术研究

用分子束外延的方法在ＧａＡｓ（２１１）Ｂ衬底上研制了Ｐ型长波ＨｇＣｄＴｅ材料，及３２×３２小规模长波混成红外焦平面列阵，其材料的均匀性以及生长材料的参数的可重复性良好．在适当的热处理条件下，材料Ｐ型电学参数达到了较高水平。

衬底温度对ZnO薄膜的结构和光学特性的影响

利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)设备在蓝宝石衬底上通过改变生长温度,制备了不同的ZnO样品。研究了衬底温度对ZnO的结构、光学和电学性质的影响。样品的晶体结构利用X射线衍射谱进行表征。X射线衍射谱表明,所有的ZnO样品都是(002)取向的六角纤锌矿结构。随着生长温度的升高,X射线的(002)衍射峰的半峰全宽逐渐减小。样品的表面形貌随着衬底的温度改变而变化,在800℃得知了平整的ZnO表面。通过光致发光的实验得知,ZnO的紫外发光随着生长温度的升高,强度逐渐增强。光致发光的来源为ZnO的自由激子发光。在生长温度为800℃时,得到了高质量的ZnO单晶薄膜,X射线衍射峰的最大半峰全宽为0.05°,霍尔迁移率为51 cm2/(V.s),载流子浓度为1.8×1018cm-3。

MgZnO/ZnO异质结构的发光性质研究

本文利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)技术在蓝宝石(Al_2O_3)衬底上生长了Mg_(0.12)Zn_(0.88)O(100nm)/ZnO(20nm)/Mg_(0.12)Zn_(0.88)O(40nm)异质结构,测得样品的X射线衍射谱表明,在34.56°的位置出现很强的(002)方向衍射峰,其半高宽度为0.20°,比Mg_(0.12)Zn_(0.88)O合金薄膜的半高宽度0.15°明显展宽。通过光致发光谱研究了MgZnO/ZnO/MgZnO异质结构的光学性质,室温下测得在370nm(3.35eV)位置有很强的紫外发光,而在348nm(3.56eV)的位置处有一个较弱的发光,这两个峰分别被归结于来自ZnO层和MgZnO盖层的发光。室温下的吸收光谱中,在上述两个峰的位置附近分别存在很明显的吸收,指示了带边吸收来自于MgZnO和ZnO两种材料。通过变温发光谱研究了异质结构中载流子弛豫、复合的规律。随着温度增加,来自于ZnO层和MgZnO层的发光强度比增加,这归结为MgZnO/ZnO异质结构存在界面势垒所致。

ZnO薄膜的同质外延生长及其结构表征

利用等离子体辅助分子束外延的方法在ZnO单晶衬底上制备了ZnO薄膜。利用X射线衍射(XRD)、同步辐射掠入射XRD和φ扫描等实验技术研究了ZnO薄膜的结构。XRD和φ扫描的结果显示同质外延的ZnO薄膜已经达到单晶水平。掠入射XRD结果表明ZnO薄膜内部不同深度处a方向的晶格弛豫是不一致的,从接近衬底界面处到薄膜的中间部分再到薄膜的表面处,a方向的晶格常数分别为0.3249,0.3258和0.3242 nm。计算得到ZnO薄膜的泊松比为0.156,同质外延的ZnO薄膜与衬底在a轴方向的晶格失配度为-0.123%。

p^+-ZnSe:N单晶薄膜的MBE生长与特性研究

研制了石英质射频激励等离子体活性氮源 ,将此氮源安装到国产 FW- 型分子束外延设备上 ,成功地生长了 p型 Zn Se:N优质单晶薄膜 .SIMS测量表明 ,薄膜中氮浓度高达～ 1.5× 10 2 0 cm- 3;PL 测量表明 ,氮在 Zn Se中形成了受主能级 ;C- V测量表明 ,净空穴浓度 [Na]- [Nd]≈ 5× 10 1 7cm- 3,达到了制备原理性蓝绿色激光二极管的要求 (～ 4.0× 10 1 7cm- 3) .C- V测量的结果同时得到远红外光谱法测量数据的佐证 .

p型ZnO掺杂及其发光器件研究进展与展望

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族宽带隙半导体,具有很多说异的的光电性能。但一般制备出的ZnO薄膜材料均是n型,很难实现p型的掺杂。ZnO的p型掺杂是实现其光电器件应用的关键技术,也是目前ZnO研究的关键课题。目前在p型,ZnO的掺杂理论和实验方面都有很大的进展,对此进行了详细的分析与论述,并且展望了p型ZnO薄膜制备的前景。

生长温度和化学剂量比对MgZnO合金薄膜相结构的影响

利用等离子辅助分子束外延技术,在蓝宝石c-平面上外延生长了ZnO单晶薄膜。原位反射式高能电子衍射结果表明,在650℃时样品为平整的表面。但X射线衍射测量表明,在此温度下添加Mg源生长的MgxZn1-xO合金薄膜,随Mg量的增加很快经历了六角相-混合相-立方相的相结构转变,这与扫描电子显微照片的直观结果相对应。分析指出该结果是由生长温度和Ⅱ、Ⅵ族元素的化学剂量比共同决定的。

(311)A GaAs衬底掺Si GaAs/AlGaAs p沟HFET结构材料特性

利用MBE技术在(311)A GaAs衬底上生长了Si掺杂GaAs/Al GaAs p沟道HFET结构材料。通过控制V/Ⅲ束流和其他生长参数,优化了材料的生长条件。通过Si掺杂获得p型GaAs和Al GaAs材料,研制生长了微波毫米波器件应用的HFET器件结构材料。Hall测试表明该结构材料具有很好的特性。

ZnMgO合金薄膜晶体质量与生长温度的依赖关系

利用等离子体分子辅助分子束外延设备在蓝宝石衬底上通过改变生长温度,得到了不同的ZnMgO合金薄膜。研究了衬底温度对ZnMgO的结构和光学性质的影响。X射线衍射谱表明所有的ZnMgO合金样品都是(002)取向。晶体结构为六角纤锌矿。随着生长温度的增加,ZnMgO的(002)衍射峰的最大半宽度逐渐减小。在ZnMgO合金中的Mg组分随衬底温度升高逐渐增大。样品的表面形貌随着衬底的温度改变而变化。ZnMgO的X射线衍射,透射光谱,光致发光谱和扫描电镜照片都表明在800℃得到了高质量的ZnMgO合金薄膜。并且通过控制衬底温度实现了ZnMgO中Mg组分的调节。

MgZnO半导体材料光致发光以及共振拉曼光谱研究

用分子束外延设备在c面蓝宝石衬底上生长得到高质量Mg x Zn1-x O薄膜。X射线衍射显示,当Mg摩尔分数在0~32.7%范围内时,薄膜保持六方结构,(002)衍射峰半高宽为0.08°~0.12°,薄膜结晶质量与现有报道的最高水平相当。随着薄膜中Mg含量的增加,紫外发光峰由378 nm蓝移至303 nm。对Mg0.108Zn0.892O薄膜变温光致发光光谱的研究发现,束缚激子发光随温度变化存在两个不同的猝灭过程。对不同Mg含量薄膜共振拉曼光谱的研究发现,A1(LO)声子模频移与Mg含量在一定范围内呈线性关系,这为确定Mg x Zn1-x O薄膜中的Mg含量提供了一种简单高效的方法。通过拉曼光谱与X射线衍射对比研究发现,拉曼光谱在确定MgZnO材料相变时具有更高的灵敏度。最后,研究了Mg0.057Zn0.943O薄膜的变温共振拉曼光谱,对A1(LO)和A1(2LO)声子模随温度而变化的现象给出了一定的理论解释。

基于成熟度等级的BIM发展策略浅析

通过对英国BIM成熟度等级、中国P-BIM发展成熟度特点的分析对比,探析BIM成熟度发展较优的应用技术路线与发展阻碍。针对我国P-BIM标准体系建立、任务功能软件应用等方面提出细化成熟度发展等级,完善成熟度等级评估体系的BIM发展策略。

温度对p-InN薄膜光电导灵敏度的影响

研究了p型InN的光电导效应。利用分子束外延技术(MBE)法生长出高质量的InN薄膜,在此基础上利用Mg掺杂获得了p-InN。原位反射高能电子衍射(RHEED)表明样品在生长过程中保持二维生长模式,原子力显微镜(AFM)测试结果显示台阶流的生长模式。实验发现,p型InN的光电导灵敏度随温度的升高而降低。其主要原因是当温度升高时,光生载流子浓度降低和样品背景浓度升高共同造成的。

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。