MOCVD外延Hg_(1-x)Cd_xTe/Cd_(1-y)Zn_yTe薄膜的光致发光

利用Raman显微镜系统对两块用MOCVD方法在Cd0 96Zn0 0 4 Te衬底上生长的Hg0 8Cd0 2 Te外延薄膜样品在光谱范围 5 0～ 5 0 0 0cm-1进行了测量 ,在其中的一块样品上首次发现了 1 4 3eV至 1 93eV范围内出现的具有周期结构的光致发光峰 ,该发光峰对应的能带中心位于Hg0 8Cd0 2 Te外延层导带底上方 1 73eV ,在另外一块外延薄膜样品中仅观察到四个Raman散射峰 ,没有周期结构的发光峰。为了分析上述光致发光的起因 ,对两块样品进行了X射线的双晶回摆曲线样品结构分析 ,得出样品在 1 4 3eV至 1 93eV范围的光致发光峰是由于改进MOCVD生长工艺提高了样品的结构质量所致 ,通过分析指出该光致发光峰是来源于Hg0 8Cd0 2 Te外延层中的阴性离子空位的共振能级。

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% 。

Hg_(1-x)Cd_xTe材料中的Te离子空位共振能级

利用拉曼显微镜在室温下对金属有机化合物气相外延 (MOVPE)和液相外延 (LPE)方法生长的Hg1-xCdxTe薄膜材料以及用加速坩埚旋转布里奇曼 (ACRT Bridgman)和Te溶剂方法生长的Hg1-xCdxTe体材料进行了系统研究 .在上述 4种方法生长的材料的显微拉曼光谱中 ,均发现在导带底上方且远高于材料导带底对应能级的显微荧光发光峰 .通过详细比较可以判定 ,高于导带底约 1.5eV的显微荧光起源于Hg1-xCdxTe材料中的Te离子空位与材料导带底的共振能级发光 ,从而确定在碲镉汞材料中存在一个稳定的Te离子空位共振能级 .

Hg_(1-x)Cd_xTe分子束外延薄膜晶格参数与组分关系的研究

高分辨率x射线衍射技术被应用于Hg1-xCdxTe分子束外延薄膜晶格参数的测量及其晶格应变状态的研究,研究发现Hg1-xCdxTe分子束外延薄膜内既存在正应变也存在剪切应变.通过应用晶体弹性理论,对Hg1-xCdxTe分子束外延薄膜的应变状态进行了定量的分析与计算,获得了Hg1-xCdxTe分子束外延薄膜在完全弛豫状态下的晶格参数,从而得到了Hg1-xCdxTe分子束外延薄膜晶格参数与组分的关系,该关系符合Vegard’s定律,而不是早期研究所给出的Higgins公式.研究还发现,根据对称衍射测量所得到的(224)晶面间距,可直接计算出Hg1-xCdxTe分子束外延薄膜晶格参数,并用Vegard’s定律确定组分的方法,可作为估算Hg1-xCdxTe分子束外延材料组分的常规技术,其组分的测量误差在0·01左右.

Hg_(1-x)Cd_xTe/Cd_(1-z)Zn_zTe的X射线反射率及半峰全宽的动力学研究

X射线衍射摇摆曲线的计算机模拟是一种获得材料晶体质量参量的有效方法,其中材料本征摇摆曲线的计算是计算机模拟的基础。用X射线动力学理论计算了Hg1-xCdxTe和Cd1-zZnzTe本征反射率曲线,并研究了组分、膜厚分别对本征反射率和半峰全宽的影响。结果表明Hg1-xCdTe和Cd1-zZnzTe的本征反射率和半峰全宽与材料组分和厚度有明显的依赖关系,且该依赖关系取决于X射线在材料中的散射和吸收的相对强弱。薄膜的厚度也是直接影响本征摇摆曲线峰形、半峰全宽和反射率的重要因素,当薄膜厚度小于穿透深度时,表征本征反射率曲线的各个参量均与薄膜厚度有直接的关系。对于(333)衍射面,碲镉汞材料厚度大于7μm后,本征反射率和半峰全宽将不再发生明显变化。

CdZnTe衬底对碲镉汞气相外延表面形貌的影响

利用气相外延技术在Cd Zn Te衬底上生长Hg1-xCdxTe薄膜材料,通过在不同晶向、不同极性、不同晶向偏离角度Cd Zn Te衬底上的外延结果发现,Cd Zn Te衬底对外延形貌的影响非常大。(111)面衬底上外延形貌明显优于(211)面衬底的外延形貌。对于同是<111>Cd Zn Te晶向的衬底,(111)Cd面Cd Zn Te衬底上的外延形貌明显优于(111)Te面。对于(111)Cd面Cd Zn Te衬底,当晶向偏离角度不同时,其外延形貌也有差异,晶向偏离角越小表面形貌越好。