基于InAs/GaAs异质结的δ掺杂磁半导体纳米结构的电子自旋输运

本文研究了基于InAs/GaAs异质结的δ掺杂磁纳米结构的电子自旋输运性质。计算了透射系数、电导和自旋极化。主要分析和讨论了δ掺杂的权重和位置对电子自旋极化输运的影响。结果表明,δ掺杂权重的增加可以显著抑制电子的透射系数和电导。通过改变δ掺杂的权重和位置可以实现较大程度的自旋极化。研究结果将有助于理解δ掺杂磁纳米结构中的实验现象和设计δ掺杂可调制自旋电子器件。

p型GaN的渐变δ掺杂研究

采用MOCVD技术及渐变-δMg掺杂方法生长了p型GaN薄膜,对样品进行了两步退火处理以对Mg进行激活。通过Hall测试发现,经过950℃下的第一次退火后,样品空穴浓度为1.64×1016cm-3,电阻率为77.9Ω.cm。经过750℃下的第二次退火后,样品的空穴浓度增大了10倍,电阻率减小为原来的1/20。分析认为,渐变δ掺杂减小了Mg的自补偿效应,两步退火提高了Mg的激活效率,从而显著提高了样品的空穴浓度和降低了电阻率。实验还发现,经过750℃下15 min的第二次退火后得到的样品的空穴浓度最大,达5.13×1017cm-3。

同步辐射X射线反射技术及其在测量δ掺杂晶体中原子表层深度分布的应用

X射线低角反射实验技术是测定固体材料表层中杂质原子深度分布的有效手段.利用同步辐射X射线反射技术和近年来发展的由反射实验数据逆向求解原子深度分布的分层逼近法,研究了不同温度下分子束外延生长的δ掺杂(Sb)Si晶体样品,成功地测量了样品中几个纳米范围内的Sb原子深度分布.所得结果表明,300℃以下是用分子束外延方法在Si晶体中生长Sb原子δ掺杂结构的合适温度.

分子束外延生长GaAs中δ掺杂研究

利用二次离子质谱（SIMS）和电化学剖面C－V方法研究了生长温度对GaAs中理想Siδ掺杂结构的偏离和掺杂原子电激活效率的影响。实验发现，外延生长Siδ掺杂GaAs时，随着生长温度的升高，Si掺杂分布SIMS峰非对称展宽，表面分凝作用加强，但不影响Si原子的扩散。另外，Si施主电激活效率随着生长温度的提高而增大。

δ掺杂GaAs超晶格的辐射跃迁

低温下观察了弱耦合δ掺杂ＧａＡｓ超晶格的辐射复合发光．实验结果表明：除观察到基态的复合发光外，还观察到激发态的复合发光．基于有效质量近似理论，计算了能带结构和发光光谱，理论结果与实验结果符合得很好．

赝形δ掺杂 AlGaAs/InGa As/GaAs量子阱的光致发光性质研究

测量了一系列不同隔离层 (spacer)厚度、阱宽和硅 δ掺杂浓度的单边掺杂的赝形高电子迁移率晶体管 (p-HEMTs)量子阱的变温和变激发功率光致发光谱 ,详细研究了 (el- hh1)和 (e2 - hh1)两个发光峰之间的动态竞争发光机制 ,并运用有限差分法自洽求解薛定谔方程和泊松方程以得出电子限制势、子带能级以及相应的电子包络波函数、子带占据几率和δ掺杂电子转移效率 ,研究了两个峰的相对积分发光强度随隔离层厚度、阱宽和δ掺杂浓度的变化 .

深亚微米沟道δ掺杂NMOSFET结构特性和设计

利用能量输运模型（ＥＴＭ）系统研究了沟道δ掺杂分布对深亚微米ＭＯＳＦＥＴ结构特性的影响；发现δ掺杂结构不仅能够有效地抑制短沟道效应，而且可以获得较高的驱动速度，改善了掺杂容限特性；只要δ掺杂峰值浓度离界面保持一定距离，则热电子产生率无明显增长；提出的δ掺杂分布适用于０．１μｍＭＯＳＦＥＴ，与均匀掺杂相比，它具有较高的综合品质因子．

硅中δ掺杂材料的表征

利用低温生长技术抑制Ｓｂ偏析，实现了Ｓｂ的δ掺杂。同步辐射Ｘ射线反射率测量表明Ｓｂ被限制在很窄的范围，约２个原子面内。基于量子阱可作为一个“大陷阱”的概念，测量了ｐ型Ｂδ掺杂材料的深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ），得到δ掺杂量子阱的子能级位置。

δ掺杂Si对InAs/GaAs量子点太阳电池的影响

在In As/Ga As量子点的自组装生长阶段,采用δ掺杂技术对量子点进行不同浓度的Si掺杂,可以使得量子点的室温光致发光峰强度大幅提高,其原因是掺杂的Si原子释放电子钝化了周围的非辐射复合中心。这种掺杂也应用到了量子点太阳电池中,结果表明电池开路电压从0.72 V提高到了0.86 V,填充因子从60.4%提高到73.2%,短路电流从26.9 m A/cm2增加到27.4 m A/cm2。优化的Si掺杂可将量子点太阳的电池效率从11.7%提升到17.26%。

温度对势垒区δ掺杂量子阱Si／Ge_（0．3）Si_（0．7）的电子能带结构的影响

采用有效质量近似下的包络函数方法，对在不同温度下的势垒区δ掺杂量子阱Ｓｉ／Ｇｅ０．３Ｓｉ０．７的势位及电子密度分布进行了自洽计算．详细地研究了温度对势位及电子密度分布的影响．

δ掺杂技术及其应用

给出了δ掺杂的半导体定义,论述了这种掺杂的特点、方法、材料的能带结构及影响δ掺杂分布宽度的因素,同时介绍了在此技术基础上改进或发展地一些新颖半导体器件.

同步辐射X射线反射技术及其在测量δ掺杂晶体中原子表层深度分布的应用

X射线低角反射实验技术是测定固体材料表层中杂质原子深度分布的有效手段。利用同步辐射X射线反射技术和近年来发展的由反射实验数据逆向求解原子深度分布的分层逼近法，研究了不同温度下分子束外延生长的δ掺杂（Sb)Si晶体样品，成功地测量了样品中几个纳米范围内的Sb原子深度分布，所得结果表明，300℃以下是用分子束外延方法在Si晶体中生长Sb原子δ掺杂结构的合适温度。

阱内δ掺杂GaSbBi单量子阱红外发光效率的光致发光光谱研究

采用变激发功率红外光致发光(Photoluminescence,PL)光谱方法研究四个不同阱内δ掺杂面密度的GaSb_(0.93)Bi_(0.07)/GaSb单量子阱(Single Quantum Well,SQW)及其非掺杂SQW参考样品。通过分析GaSbBi SQW和GaSb势垒/衬底成分的PL强度演化,发现阱内δ掺杂导致红外辐射效率显著降低,相对下降幅度约为33%-75%。进一步分析结果表明,发光效率下降来源于界面恶化引发的“电子损失”和阱内晶格质量下降导致的“光子损失”的共同作用。这一工作有望为稀Bi红外发光器件的性能优化提供帮助。

δ掺杂样品中空穴态的新行为

用有效质量理论研究了δ掺杂势中电子和空穴的行为。发现能量接近于δ势垒峰的空穴穿越势垒时能产生一系列谐振态。这些状态中的空穴波函数汇聚在势垒峰周围而同量子限制在势阱中的电子波函数交叠,产生光跃迁。用MBE生长的δ掺杂样品进行光调制光谱测量,发现明显的带间跃迁峰。测得的光谱峰同理论计算的能级相吻合,证实了δ势垒中空穴的新行为。

铝镓砷中硅δ掺杂的SIMS分析

评述了国际上δ掺杂样品SIMS分析的现状，研究了相关的基础实验技术，讨论了分析硅δ掺杂的AlGaAs样品时，选择高质量分辨及对不同一次离子能量下相对灵敏度因子进行核准的必要性，考察了一次束的展宽效应和δ掺杂层位置的微分飘移，对硅δ掺杂的AlGaAs样品用O源进行了定量分析，并对结果作了讨论。

MOVPE生长Zn δ掺杂GaAs结构的霍耳测量

使用自动变温霍耳测试系统测定了减压ＭＯＶＰＥ外延生长的锌δ掺杂ＧａＡｓ结构．结果表明，改进δ掺杂工艺在５５０℃下掺杂可获得高达３×１０１３／ｃｍ２的室温二维空穴浓度．在１５～８０Ｋ低温下发现高浓度Ｚｎδ掺杂ＧａＡｓ样品中出现反常霍耳导电行为．

Cδ掺杂Al_xGa_(1-x)A_s多层外延与超晶格的MOVPE生长及其霍耳评估

使用自动变温霍耳测试系统测定了减压 MOVPE外延生长的 Cδ掺杂 Alx Ga1-x As多层外延与pipi Alx Ga1-x As超晶格 .结果表明 ,以 TMAl为掺杂源的 Cδ掺杂 Alx Ga1-x As多层外延样品的二维空穴浓度可达到 1.1× 10 13 / cm2 ,比以 TMG为掺杂源的样品提高一个数量级 ,且其掺杂浓度对 Al摩尔分数的依赖程度远较使用 TMG为低 .实验还发现具有 10 15/ cm2二维空穴浓度的 Cδ掺杂 pipi Alx Ga1-x As超晶格的迁移率与具有 10 13 / cm2二维空穴浓度的 Cδ掺杂 Alx Ga1-x As多层外延的迁移率几乎没有差别 ,证实了 pipi Alx Ga1-x As超晶格中各δ掺杂层的电子云交叠大大减弱了电离杂质散射 ,使迁移率得到显著提高 .

δ掺杂超晶格中的极化激元

本文采用转移矩阵的方法,研究了δ型掺杂超晶格中的极化激元模。结果得到其色散曲线分为两支,两支之间存在一带隙,带隙宽度随k_x增加而增加,计入推迟效应后,我们得出了在k_xω极限情形下的色散关系。

δ掺杂对磁纳米结构中电子输运性质的影响

建立铁磁条调制下含有δ掺杂的磁纳米结构模型,计算不同δ掺杂位置及高度时电子的透射几率及自旋极化率,重点研究了该纳米结构中电子的自旋输运性质。结果表明,该磁纳米结构中可实现较显著的自旋极化效应,且δ掺杂的位置及高度均会对其中的电子输运性质产生影响。因此,理论上可以通过控制δ掺杂的位置及高度来获得实际需要的自旋极化强度,有助于新型自旋电子学器件的开发。