晶格匹配InAs/AlSb超晶格材料的分子束外延生长研究

InAs/GaSb超晶格是量子级联激光器(quantum cascade lase,QCL)和带间级联激光器(interband cascade lasers,ICL)结构中重要的组成,特别是作为ICL的上下超晶格波导层是由大量的超薄外延层(纳米量级)交替生长而成,细微的晶格失配便会直接导致材料晶体质量变差,而且每层的厚度和组分变化会强烈影响材料结构性能.论文研究验证了InAs/GaSb超晶格材料生长的最佳温度约在420℃.通过在衬底旋转的情况下生长40周期短周期GaSb/AlSb和InAs/GaSb超晶格,并采用XRD测量拟合获得了GaSb和AlSb层厚分别为5.448 nm和3.921 nm,以及InAs和GaSb层厚分别为8.998 nm和13.77 nm,误差在10%以内,获得了InAs/AlSb超晶格的生长最优条件.在GaSb衬底上生长晶格匹配的40周期的InAs/AlSb超晶格波导层,充分考虑飘逸As注入对InAs/AlSb超晶格平均晶格常数的影响,在固定SOAK时间为3 s的条件下,通过变化As压为1.7×10^(-6)mbar来调整个超晶格的平均晶格常数,实现了其与GaSb衬底晶格匹配.实验结果表明超晶格零阶卫星峰和GaSb衬底峰重合,具有完美的晶格匹配,尖锐的次阶卫星峰和重复性良好的周期结构也表明优异的超晶格材料结构质量.

InGaAs／InP超晶格材料的GSMBE生长研究

在国产第一台ＣＢＥ（Ｃｈｅｍｉｃａｌｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ）设备上，用ＧＳＭＢＥ（Ｇａｓｓｏｕｒｃｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ）技术在国内首次研究了ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ匹配和应变多量子阱超晶格材料的生长，用不对称切换方法成功地生长了高质量的匹配和正负应变超晶格材料，并用双晶Ｘ－射线衍射技术对样品进行了测试和分析．结果表明，我们在国产第一台ＣＢＥ设备上用ＧＳＭＢＥ技术采用非对称切换方法生长的超晶格材料质量很好．

不同生长温度下Ge_（0．5）Si_（0．5）／Si应变层超晶格材料结构的X射线双晶衍射研究

本文通过Ｘ射线双晶衍射和双晶摇摆曲线的计算机模拟方法研究了在Ｓｉ（００１）上生长的Ｇｅ０．５Ｓｉ０．５／Ｓｉ应变层超晶格的结构及其完整性，结果表明：在３５０－５５０℃的低温生长条件下，可生长出较高质量的超晶棺材料，并且在３５０℃时质量最好．在这些样品的生长过程中界面上产生了不同程度的失配位错，并与生长温度有关．周期厚度有４％以内的波动，层与层之间有轻微的混元，观察到了超晶格卫星衍射峰的分裂现象，并进行了讨论．

氢等离子体处理对GaAs/AlGaAs超晶格材料性能的影响

在利用MOCVD方法制备的调制掺杂GaAs/AlGaAs多量子阱超晶格材料中 ,由于深能级杂质形成的非辐射复合中心的存在 ,使样品具有较大的暗电流并削弱了该材料的光致发光强度 .样品经过氢等离子体处理后 。

刻槽硅衬底上的GaAs/AlGaAs超晶格材料的微结构特性

用分子束外延在有刻槽的{001}硅衬底上生长了 GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As超晶格材料,利用横断面透射电子显微术对非平而异质结的生长行为和微观结构进行了观察.研究结果表明硅衬底上刻槽的几何形状对外延层的微缺陷特性及生长行为有一定影响,和Si{001}晶面相比,Si{113}可能是一个有利于生长半导体异质结的晶面.

半导体超晶格材料和光电子器件的研究和发展

半导体超晶格材料和以这些材料为基础的光电子器件是半导体科学和技术的一个新生长点。 超晶格材料是新一代半导体材料,它为新一代光电子器件奠定了基础。而这些新一代光电子器件正是廿一世纪光电子产业的核心。 半导体超晶格材料的研究和发展,把半导体光电子器件的研究和发展推进到一个崭新的阶段。可以预言,正如廿世纪是电子产业的时代一样,廿一世纪必定是光电子产业的时代。

调制光热技术测量超晶格材料的有效热扩散率的分析

调制光热技术提供了基于测量均匀材料热扩散率的线性关系的有效方法。本文分析了这类线性关系对层状复合层和超晶格材料的适用性 ,讨论了由面激发和点激发相结合测量层状复合层纵向和横向有效热扩散率的不同情况 ,并通过这些数据和表观热扩散率获得每层材料的热参数。

超晶格材料内部热流传递的分子动力学分析

本文用非平衡分子动力学方法计算了超晶格材料内部热流的组成和分布，发现在固体中，热能主要是通过分子间作用力做功的方式传递，此方式在固体中的热流传递中占的比率比液体或气体情况下要大，因此可以忽略动能和势能传递项的贡献。超晶格材料的分于动力学模拟显示，它的界面对切向热流有阻碍作用，热流分布比普通的复合材料不均匀。由此导致超晶格材料平面热导率的降低。本文对于探讨和解释超晶格材料的热特性具有指导意义。

Ge_（0．5）Si_（0．5）／Si应变层超晶格材料退火稳定性的X射线双晶衍射研究

本文通过Ｘ射线双晶衍射和计算机模拟摇摆曲线方法研究了在Ｓｉ（００１）上生长的ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ（ｘ≈０．４６）应变层超晶格在不同退火条件下的稳定性和结构变化，结果表明：在退火过程中，应变层发生了应变弛豫，其弛豫时间常数与退火温度有关，弛豫的激活能为０．５５ｅＶ．同时，退火过程中超晶格的层与层之间发生了互扩散，直至为均一成份的合金层，平均扩散激活能为２．７ｅＶ，９５０℃时的扩散系数ＤＴ＝９５０℃＝１．１×１０－２０ｍ２／ｓ．在退火过程中外延层的晶体完整性明显下降．

分子束外延生长p型ZnTe:Sb-ZnSe应变层超晶格材料

我们以掺Fe的高阻InP作衬底材料,在国产MBE-Ⅲ型设备上,采用调制掺杂技术,成功地生长出了p型ZnTe:Sb-ZnSe应变层超晶格材料。室温霍耳效应测量表明:载流子浓度为10^(14)/cm^3量级,迁移率为250cm^2/V·s。俄歇谱分析清楚表明,仅在ZnTe层中Sb原子存在,且界面比较分明,调制掺杂已获初步成功。

中科大空间限域生长策略制备石墨烯基超晶格材料取得重要进展

中国科学技术大学化学与材料科学学院、合肥微尺度物质科学国家实验室谢毅教授课题组在石墨烯基超晶格材料的合成及应用领域取得重要进展。研究人员通过利用空间限域生长的策略，首次在溶液中合成出钒氧骨架-石墨烯超晶格材料并显示出大幅度增强的磁热效应。

a—si:H/a—SiNx:H超晶格材料拉曼散射

本文讨论了a—Si:H/a—SiNx:H 超晶格材料拉曼散射的实验结果,指出半高宽的变化,是由界面数目变化和界面间相互影响的综合作用结果。并得到描述半高宽变化的经验公式:△ω=1980d^(-(3/2)+85,可用于讨论界面存在对半高宽的影响,从而也可用于讨论界面的键角畸变。

La-Mg-Ni系A5B19超晶格负极材料相结构及电化学性能

感应熔炼制备La0.8-xCexMg0.2 Ni 3.8(x=0,0.1,0.3,0.5),研究Ce替代部分La对La4MgNi19超晶格负极材料相结构及电化学性能的影响。研究表明,La4MgNi19合金相由LaNi5,(La,Mg)2Ni7,(La,Mg)5Ni19(3R-Ce5Co19)相组成。加入Ce后,(La,Mg)2Ni7相消失,出现2H-Pr 5Co 19结构的(La,Mg)5Ni19相,同时随着Ce替代量的增多,(La,Mg)5Ni19相含量增多,LaNi5相随之减少,Ce加入有利于形成A5B19相,特别是形成2H-Pr5Co19结构。电化学放电容量随着x值的增加呈现先增后减趋势,x=0.1时样品的电化学放电容量380.36 mAh/g最佳。合金电极活化次数、容量保持率和倍率放电性能随着Ce含量增加而增大。H在合金中的扩散速率是影响其倍率放电性能主要因素。

分子组装技术制备超晶格的研究进展

总结了分子组装技术及超晶格研究的历史，介绍了分子组装技术制备超晶格的几种方法。

Ga_(1-x)In_xSb/GaSb应变层超晶格的MOVPE生长

本文报道用常压金属有机物气相外延方法在 GaSb衬底上生长 Ga_(1-x)In_xSb/GaSb应变层超晶格材料.X射线双晶衍射谱和反射电子显微像表明超晶格结构的周期性,GalnSb阱的组分均匀性和异质结界面质量较好.观察到当In含量提高时起源于超晶格-衬底界面处的失配位错.低温光荧光测量显示出因量子尺寸效应导致的带间跃迁向高能方向的移动.

SiO_2膜增强InGaAsP超晶格外延片的量子阱混合

对晶格与 In P匹配的 In Ga As P超晶格结构外延片 ,运用等离子增强化学气相沉积法镀Si O2 膜 ,随后用碘钨灯快速热退火 ,进行无杂质空位扩散 ( IFVD)技术的实验研究 ,测量光致发光谱后得到了最大 50 nm的峰值位置蓝移 ;表明在没有掺杂和没有应变的情况下 ,IFVD仍有较好的处理量子阱材料的能力 .对影响 IFVD工艺的重复性因素进行了探讨 .