CdTe/GaAs(111)B薄膜的MBE生长研究

采用分子束外延方法,在GaAs(111)B衬底上,生长CdTe薄膜,以求研制出用于液相外延生长碲镉汞(HgCdTe)薄膜的CdTe/GaAs(111)B复合衬底。通过理论分析和实验探索,优化了生长温度和Te/Cd束流比等重要生长参数,获得了质量较好的CdTe薄膜,再通过循环热处理,使CdTe/GaAs(111)B复合衬底的质量得到进一步的提高,X-射线回摆曲线半峰宽(FWHM)有明显的降低。为LPE-HgCdTe薄膜的生长打下了较好基础。

MBECdTe／GaAs光致发光研究

在１０Ｋ低温下对分子束外延（ＭＢＥ）生长的ＣｄＴｅ（１１１）Ｂ／ＧａＡｓ（１００）／ＣｄＴｅ（２１１）Ｂ／ＧａＡｓ（２１１）Ｂ外延膜进行了光致发光（ＰＬ）测量，得到了ＰＬ谱和带边激子辐射的精细结构．计算得到束缚激子的半峰宽（ＦＷＨＭ）分别为０．２～０．ｓｍｅＶ和１～２ｍｅＶ．实验结果表明外廷膜的质量和生长工艺均良好．

MBE高掺杂n-GaAs:Si和p-GaAs:Be的光致发光谱

我们对MBE高掺杂的n-GaAs∶Si和p-GaAs∶Be进行了光致发光研究,详细比较了高掺杂n-GaAs和p-GaAs在光谱线型,峰值半宽,峰值位置等方面的差异,以及两者的发光与温度的关系.由分析得出,对于高掺杂的n-GaAs,填充在导带内较高能态(K≠0)的电子与价带顶(K=0)空穴的非竖直跃迁是主要的发光过程.而对于高掺杂的p-GaAs,则是以导带底附近(K(?)0)的电子和价带顶附近(K(?)0)的空穴竖直跃迁为主要发光过程.

在Si和GaAs衬底上分子束外延CdTe的晶格应变

本文利用高分辨率多重晶多重反射X射线衍射技术对分子束外延CdTe(211)B/Si(211)与CdTe(211)B/GaAs(211)B材料的CdTe外延薄膜进行了倒易点二维扫描,并通过获得的倒易点二维图,对CdTe缓冲层的应力和应变状况进行了分析。研究显示,对于一定厚度的CdTe外延薄膜,在从生长温度280℃降至室温20℃的过程中,由于和衬底存在热膨胀系数的差异,将在外延薄膜中产生热应力,使外延薄膜发生应变,并且这种应变取代了失配应变,在晶格畸变中占据主导地位。对于Si衬底,热应变表现为张应力;对于GaAs衬底,热应变表现为压应力。该研究结果对于进一步优化在大失配的异质衬底上外延同Hg1-xCdxTe材料晶格匹配的Cd1-yZnyTe材料的Zn组分具有指导意义。

低温下分子束外延生长GaAs的光致发光研究

研究了低温下分子束外延生长ＧａＡｓ（ＬＴＧ－ＧａＡｓ）样品的稳态和瞬态发光．从２００℃生长的样品中可测到很弱但清晰可辨的稳态发光峰，峰的能量位置相对于体ＧａＡｓ激子峰有一定蓝移．此外，发现在体ＧａＡｓ上生长ＬＴＧ－ＧａＡｓ薄膜可大大减小体ＧａＡｓ衬底材料中本征发光的衰减时间，但对（ｅ，Ａ°）发光影响不大．用上转换方法对退火和未退火ＬＴＧ－ＧａＡｓ样品瞬态发光进行了测量，获得了关于ＬＴＧ－ＧａＡｓ中复合中心和陷阱中心的信息．

GaAs(001)衬底上经双缓冲层生长的Hg_(1-x)Cd_xTe-HgTe超晶格结构

用 X-射线衍射测定了分子束外延 ( MBE)法生长的 Hg1-x Cdx Te- Hg Te超晶格样品在 ( 0 0 1 )附近的扫描徊摆曲线 ,并用动力学理论模拟计算出衍射曲线 ,实验曲线与理论计算基本上相符合 .由实验衍射曲线计算出的超晶格周期长度 ,阱 Hg Te层厚度及垒 Hg1-x Cdx Te层厚度与模拟计算的相一致 .用透射电子显微镜 ( TEM)对同一样品的横截面进行了分析 ,对 Cd Te/Zn Te/Ga As异质结界面失配位错的组态特征进行了研究 .证明用 Cd Te/Zn Te作为双缓冲层比单一的 Cd Te有较好的效果 .截面 TEM高分辨率明场象显示 Hg1-x Cdx Te- Hg Te超晶格的生长较为成功 ,界面较为平整 .由截面 TEM高分辨率明场象观测的周期长度与

嵌入在Si衬底上的分子束外延GaAs层的微区喇曼和光致发光分析

对分子束外延生长的嵌入在Si衬底上的边长为20—150μm正方形GaAs层微区进行了微区喇曼和光致发光分析。发现微区GaAs层的喇曼散射谱和光致发光谱与普通平面Si片上生长的GaAs层的基本相同,证实嵌入式生长可以得到与通常平面生长基本相同的质量。仔细的分析表明随着微区尺寸的减小GaAs层的无序程度有少许增长。

In_xGa_(1-x)As/GaAs量子阱应变量对变温光致发光谱的影响

利用变温光致发光(PL)研究了In0.182Ga0.818As/GaAs应变及应变补偿量子阱在77～300 K温度范围内的发光特性。随着温度T的升高,PL峰位向低能方向移动。在应力作用下In0.182Ga0.818As/GaAs量子阱的价带顶轻空穴带和重空穴带发生了劈裂。通过理论计算推导应变随温度变化对InxGa1-xAs/GaAs量子阱带隙能量的影响。在Varshni公式基础上,引入由应力导致的带隙能量变化项ΔEg。带隙能量计算结果与实验数据吻合较好。通过不同温度下光致发光半峰全宽的变化验证了应力随温度变化对量子阱发光峰的影响。

Si掺杂对GaAs纳米线发光特性的影响

采用分子束外延技术(MBE)在Si(111)衬底上生长了非掺杂和Si掺杂砷化镓(GaAs)纳米线(NWs)。通过扫描电子显微镜(SEM)证实了生长样品的一维性;通过X射线衍射(XRD)测试和拉曼光谱(Raman)证实了掺杂GaAs纳米线中Si的存在;通过光致发光(PL)研究了非掺杂和Si掺杂GaAs纳米线的发光来源,掺杂改变了GaAs纳米线的辐射复合机制。掺杂导致非掺杂纳米线中自由激子发光峰和纤锌矿/闪锌矿(WZ/ZB)混相结构引起的缺陷发光峰消失。