无倾斜选择的分子束外延模型变步长BDF2格式的最优误差估计

对于没有斜率选择的分子束外延模型,具有可变时间步长的两步向后微分公式(BDF2)的稳定性和收敛性仍未被完全解决。在本文中,我们首先证明了该BDF2格式在新的相邻时间步长比条件下保持修正的能量耗散定律:r_(k)=τ_(k)/τ_(k-1)≤4.8645-δ,其中δ>0是给定的任意小常数。然后,我们介绍了最近发展的离散正交卷积(DOC)和离散互补卷积(DCC)核技巧,并在新的比率条件r_(k)≤4.8645-δ下给出了BDF2格式的鲁棒且最优的二阶收敛性。鲁棒性意味着,除了r_(k)≤4.8645-δ以外,收敛性不需要其他时间步长上的约束条件。此外,我们的分析表明,使用一阶BDF1格式计算第一步数值解足以确保全局最优收敛阶。也就是说,选择BDF1格式计算起始步的数值解不会导致全局二阶收敛的损失。数值算例验证了我们的理论分析。

分子束外延HgCdTe薄膜As掺杂P型激活研究(英文)

报道了利用As4 作为掺杂源获得原位As掺杂MBEHgCdTe材料的研究结果.利用高温退火技术激活As使其占据Te位形成受主.对原位As掺杂MBEHgCdTe材料进行SIMS及Hall测试,证实利用原位As掺杂及高温退火可获得P型MBEHgCdTe材料.

Ge(211)衬底上分子束外延CdTe薄膜

采用分子束外延在3英寸Ge(211)衬底上生长了10μm厚的CdTe(211)B薄膜。CdTe表面镜面光亮,3英寸范围厚度平均值9.72μm,偏差0.3μm;薄膜晶体质量通过X射线双晶迴摆曲线进行评价,FWHM平均值80.23 arcsec,偏差3.03 arcsec;EPD平均值为4.5×106 cm-2。通过研究CdTe薄膜厚度与FWHM和EPD的关系,得到CdTe的理想厚度为8～9μm。

垂直堆垛InAs量子点材料的分子束外延生长

用MBE设备以Stranski Krastanov生长方式外延生长了 5个周期垂直堆垛的InAs量子点 ,在生长过程中使用对形状尺寸控制法来提高垂直堆垛InAs量子点质量和均匀性。样品外延的主要结构是 5 0 0nm的GaAs外延层 ,15nm的Al0 .5Ga0 .5As势垒外延层 ,5个周期堆跺的InAs量子点 ,5 0nm的Al0 .5Ga0 .5Asnm势垒外延层等。在生长过程中用反射式高能电子衍射仪 (RHEED)实时监控。生长后用原子力显微镜 (AFM)进行表面形貌的表征 ,再利用光制发光 (PL)

GaAs分子束外延中硅阶梯掺杂优化及C-V测量

以硅作为砷化镓分子束外延(MBE)生长中的n型掺杂剂,为了确定硅的掺杂浓度,在一片GaAs半绝缘衬底上生长多个GaAs处延层,每一层中进行不同浓度的Si掺杂,然后用电化学C-V的方法确定各层中的载流子浓度,一次性得到了不同Si掺杂浓度与Si炉的温度之间的关系曲线。本文还介绍了如何采用控制生长的条件得到陡峭的界面,使不同掺杂浓度的层与层之间的界面变化非常明显。

中国分子束外延技术的发展

本文评述了我国自70年代中期开始分子束外延(MBE)研究以来的MBE设备、材料及器件应用的发展和现状。

利用全固态分子束外延方法在Ge(100)衬底上异质外延GaAs薄膜及相关特性表征

利用全固态分子束外延(MBE)方法在Ge(100)衬底上异质外延GaAs薄膜,并通过高能电子衍射(RHEED)、高分辨X射线衍射(XRD),原子力显微镜等手段研究了不同生长参数对外延层的影响.RHEED显示在较高的生长温度或较低的生长速率下,低温GaAs成核层呈现层状生长模式.同时降低生长温度和生长速率会使GaAs薄膜的XRD摇摆曲线半高宽(FWHM)减小,并降低外延层表面的粗糙度,这主要是由于衬底和外延薄膜之间的晶格失配度减小的结果.

ZnSeTe薄膜的分子束外延生长

研究了用分子束外延设备在GaAs（001）衬底上异质外延生长ZnSeTe单晶薄膜材料的工艺技术。在VI族元素富集条件下,通过调节Se/Zn束流比,制备了全组分分布（x=0-1）的Zn SexTe1-x单晶薄膜样品。XRD分析结果显示外延生长的ZnSeTe薄膜样品呈现出单一的闪锌矿晶体结构。在450和550℃氮气氛保护下对Zn Se0.70Te0.30样品做了快速热退火处理,退火后发现其晶体质量和表面形貌都得到了明显改善：双晶X射线摇摆曲线（DCXRC）（004）衍射峰的半峰宽（FWHM）从0.707 7°降低至0.571 9°,表面均方根粗糙度从2.44 nm降低至1.34 nm。采用点In电极做室温Hall测试的结果显示,本征ZnSeTe薄膜表面In电极之间的电阻值很高,外延薄膜呈现载流子浓度很低的高阻状态。

与GaN晶格匹配的InAlN分子束外延生长及其性能

采用等离子体辅助的分子束外延(MBE)方法制备了InAlN外延薄膜,探讨了InAlN材料In原子数分数和生长条件的关系,以及等效束流强度(BEP)对材料质量的影响。绘制了InAlN关于温度与In和Al BEP的生长相图,经过优化后生长了与GaN晶格匹配的InAlN外延薄膜。使用高分辨率透射电子显微镜、X射线衍射仪、原子力显微镜和阴极荧光光谱(CL)对制备的InAlN材料进行了测试和表征。结果表明,InAlN/GaN异质界面清晰,In_(0.18)Al_(0.82)N外延材料(002)面X射线衍射峰半高宽为263 arcsec,表面粗糙度仅为0.23 nm,CL发光波长为283 nm,弯曲系数为5.2 e V,根据CL图像估算的材料位错密度约为2×108cm-2。

分子束外延生长InAsSb材料的组分控制（英文）

采用分子束外延方法在GaAs和GaSb衬底上生长了一系列InAsSb薄膜,研究了Sb组分与Sb4束流间关系.实验发现,在分子束外延生长中,相比As原子,Sb原子更易并入晶格中.利用该特性可较好实现InAsSb材料的组分控制.

分子束外延生长Hg1-_xCd_xTe材料原位退火研究

对分子束外延(MBE)生长了Hg1-xCdxTe薄膜材料进行原位退火研究。显微镜观察可知,原位退火可以得到光滑的材料表面,并可以降低材料的腐蚀坑密度(EPD)。霍尔测试结果表明,通过调整退火温度和汞束流可以明显地改善Hg1-xCdxTe材料的电学性能。研究表明Hg1-xCdxTe材料的原位退火技术在改善材料的微观结构和电学性能方面有着重要的意义。

无斜率选择的分子束外延方程两阶能量稳定的线性格式

针对无斜率选择的分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)模型,考虑了一种新的正则项设计和非线性项外推,得到了一种新的线性求解和能量稳定的数值格式,并从理论上证明了这种格式具有两阶时间精度.数值实验验证了格式的误差精度和能量下降等性质.

分子束外延装置

如果支撑LSI的高集成化及高速化的微细化技术更进一步地发展,使设计尺寸达到1μm以下,那么不仅是横方面的微细化而且有源领域的纵方向的微细化即薄膜化和浅结形成也就变得重要了。特别有吸引力的是超高速器件的杂质剖面可任意设计。这时候,为了避免已经形成的结尺寸和杂质剖面发生大的变化,其必要条件是工艺温度要相当低。

MBE方法在GaAs(001)衬底上外延生长GaSb膜

利用分子束外延方法(MBE)在GaAs(001)衬底上外延生长了GaSb薄膜,利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)、Hall效应(HallEffect)和低温光荧光谱(LTPL)等手段对薄膜的晶体质量、电学性能和光学质量进行了研究。发现直接生长的GaSb膜表面平整,空穴迁移率较高。引入GaSb/AlSb超晶格可有效阻断进入GaSb外延层的穿通位错,对应的PL谱强度增强,材料的光学质量变好。

ZnS的MBE光助同质外延生长

本文报道了一种新的薄膜生长技术即:用元素Zn和元素S作为源材料并用分子束外延(MBE)法实现了ZnS的光助同质外延生长。用氙灯的350nm单色紫外线辐照,大大地改善了ZnS的结晶度。在260℃时,其生长速率约为0.6μm/h。用RHEED图,表面照像和光致发光光谱表明了晶体的性能。本文还讨论了辐照强度依赖关系以及生长机理。前言对光谱在蓝色到紫外的发光器件,例如发光二极管和激光二极管。

采用ZnCdTe衬底的MBE Hg_(1-x)Cd_xTe位错密度研究

报道了用MBE的方法 ,在ZnCdTe衬底上制备Hg1-xCdxTe薄膜的位错密度的研究结果 .研究发现Hg1-xCdxTe材料的位错密度与ZnCdTe衬底的表面晶体损伤、Hg1-xCdxTe生长条件以及材料组分密切相关 .通过衬底制备以及生长条件的优化 ,在ZnCdTe衬底上生长的长波Hg1-xCdxTe材料EPD平均值达到 4.2× 10 5cm-2 ,标准差为 3.5× 10 5cm-2 ,接近ZnCdTe衬底的位错极限 .可重复性良好 ,材料位错合格率为 73.7% 。

Ⅱ-Ⅵ族宽禁带蓝绿色发光器材料的MBE研究

本文报道ＺｎＳｅ基ⅡⅥ族宽带发光材料分子束外延系统的建立、ｐ型掺杂用等离子体活性氮源的研制、两性掺杂的ＺｎＳｅ材料的生长。实验证明国产ＭＢＥ设备能够自洽生长优质ＺｎＳｅ单晶薄膜；用自制的等离子体活性氮源作受主掺杂剂，获得了ｐＺｎＳｅ单晶薄膜，经ＣＶ测量发现，［Ｎａ］［Ｎｄ］高达～５×１０１７·ｃｍ－３；用国产粉末状ＺｎＣｌ２源作施主掺杂剂，获得了ｎＺｎＳｅ单晶薄膜，Ｈａｌ测量表明［ｎ］高达～２３×１０１９·ｃｍ－３。生长速度均控制在～０５μｍ／ｈ。

MBE生长的垂直堆垛InAs量子点及HFET存储器件的应用

用MBE设备以Stranski Krastanov生长方式外延生长了5个周期垂直堆垛的InAs量子点,在生长过程中通过对量子点形状、尺寸的控制来提高垂直堆垛InAs量子点质量和均匀性。用原子力显微镜(AFM)进行表面形貌的表征,并利用光致发光(PL)和深能级瞬态谱(DLTS)对InAs量子点进行观测。所用Al0 5Ga0 5As势垒外延层,对镶嵌在其中的InAs量子点有很强的量子限制作用,并产生强量子限制效应,可以把InAs量子点的电子和空穴能级的热激发当作"深能级"的热激发来研究,这样可用DLTS方法进行测量。在垂直堆垛的InAs量子点的HFET器件中,由充电和放电过程的IDS VGS曲线可以看到阈值电压有非常大的移动,这样便产生存储效应。

GaSb/GaAs异质结热光伏电池材料的MBE生长

利用分子束外延方法(MBE)在GaAs(001)衬底上外延生长了GaSb薄膜,并对GaSb薄膜进行了高温退火研究,利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)、Hall效应(Hall Effect)和低温光荧光谱(LTPL)等手段对薄膜的晶体质量、电学性质和光学性质进行了研究。发现直接生长的GaSb膜表面平整,空穴迁移率较高。研究发现30 s、650℃的快速热退火可消除位错等缺陷,显著提高GaSb薄膜的光学质量。

MBE生长轻掺硅GaAs材料光荧光谱杂质特性研究

采用低温光荧光谱测试方法，研究了ＭＢＥ生长的轻掺硅ＧａＡｓ材料的杂质特性，并结合Ｈａｌｌ测量结果，讨论了ＭＢＥ关键生长条件Ⅴ／Ⅲ束流比等对Ｓｉ在ＧａＡｓ中掺杂特性的影响，研究表明掺杂元素Ｓｉ在ＧａＡｓ中起两性（施主或受主）杂质作用，适当提高Ⅴ／Ⅲ束流比可以抑制Ｓｉ的自补偿效应，从而减小载流子的补偿度，进一步提高迁移率。通过优化生长条件，本实验已获得了杂质浓度小于１０１２ｃｍ－３，７７Ｋ下迁移率大于１．６×１０５ｃｍ２／Ｖ·ｓ的高纯、高迁移率ＧａＡｓ材料。