II-VI族化合物半导体量子结构材料和器件的研究与发展

简要介绍了量子结构材料与器件中的基本概念,重点介绍了量子结构的定义和量子尺寸效应的能带裁剪工程。以II-VI族化合物半导体为例,介绍了量子尺寸效应对于激子束缚能的影响。以此为基础,综述了II-VI族化合物半导体量子阱、量子点等量子结构材料以及量子结构器件在光电探测、发光器件与太阳能电池领域的研究现状,并总结了II-VI族化合物半导体量子结构材料与器件的发展趋势。

Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体单晶材料发展动态

介绍了Ⅲ Ⅴ族化合物单晶生长工艺包括LEC、VCZ、VGF/VB、HB的发展现状 ;欲生长大直径、高质量单晶 ,仍须对热传输和化学计量等问题进行深入研究。目前 ,全世界Ⅲ Ⅴ族半导体单晶产量约 80t,产值约 5亿美元。

单分散性硫族化合物半导体量子点的制备与表征

硫族半导体化合物大多具有直接能带结构，是良好的光电功能材料，其量子点具有典型的量子效应。介绍了单分散量子点的无机成核／有机包裹的合成方法，通过尺寸选择性沉淀可以得到单分散的量子点；TEM、XRD UV-Vis吸收谱对硫族量子点的表征。

III-V族化合物半导体整体多结级连太阳电池——光伏技术的新突破

从1954年第一只光电转换效率达到实际应用水平的硅太阳电池在美国贝尔实验室诞生起，光伏技术已有了50多年的发展历史。在上个世纪70年代引发的能源危机刺激下，在空间飞行器能源系统需求的牵引下，这一技术领域内不断取得重要技术突破。晶体硅太阳电池、非晶硅薄膜太阳电池、Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体多晶薄膜太阳电池等，越来越多的太阳电池技术日趋成熟。光电转换效率的不断提高及制造成本的持续降低，使今天的光伏技术在空间和地面都得到了越来越广泛的应用。

离子注入在Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中的应用

介绍了离子注入ⅢⅤ族化合物半导体的特点，论述了离子注入ⅢⅤ族化合物半导体获得ｎ 、ｐ 型及深补偿能级的研究现状，讨论了离子注入ⅢⅤ族化合物后的退火及其保护问题。

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(4)

进一步提高太阳电池效率最现实、最有效的途径是形成多结叠层聚光电池。这里以三结叠层电池为例来说明叠层电池的工作原理。选取3种半导体材料，如GaInP、GaInAs和Ge，

Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中Co^(2+)的光谱及g因子的研究

采用一种修正的晶体场理论方法研究了３ｄ７离子在Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体中的光谱和ＥＰＲ谱ｇ因子．此方法考虑了ｄ７离子ｄ电子与配体混合而导致ｄ轨道中ｅ和ｔ２轨道畸变的各向异性以及配体旋轨耦合作用对ｇ因子的贡献，用此方法解释了ＧａＰ，ＩｎＰ和ＧａＡｓ中Ｃｏ２＋的光谱和ｇ因子。

Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体行波调制器共平面电极微波特性的分析

本文用直线法分析了具有半绝缘衬底和ｎ＋重掺杂外延层的Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体行波调制器中共平面行波电极的微波特性．首先指出了在这种共平面微波带线中奇对称模和偶对称模的不同作用，由此详细地分析了调制器各结构参数对奇对称模特性的作用．在对微波特性分析的基础上，设计出了高速行波光波导调制器的结构，器件的理论带宽可大于４０ＧＨｚ．最后对分析获得的微波特性进行了讨论，指出了用准静态法分析微波特性的可能性．

Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体电化学原子层外延

介绍一种外延沉积化合物半导体材料的新方法──电化学原子层外延技术，它将电化学沉积技术与原子层外延技术结合起来，通过运用欠电势技术交替电化学沉积化合物的组成元素一次一个单原子层而实现外延生长。从而使外延技术具有电沉积简单与低成本的优点。欠电势沉积是电化学原子层外延的关键，它是化合物形成过程中放出自由能的结果。并研究了Si-Au多晶衬底上沉积CdTe的电化学原子层外延，给出了初步实验结果。

砷化镓基系III-V族化合物半导体太阳电池的发展和应用(9)

2014年9月，德国Fraunhofer太阳能系统研究所等单位报道，他们采用SBT研制的四结替层GaInP／GaAs／／GaInPAs／GaInAs聚光电池在324倍AM1．5D光强下，达到了当前国际最高电池效率46．5％（5．42mm2）。

Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的高能重离子辐照缺陷研究

用正电子湮没寿命谱技术研究了2.4×1O15/cm2、2.2×1016/cm2注量的85MeV19F离子辐照N型GaP和1.6×1016/cm 2注量的85MeV19F离子辐照P型InP所产生的辐照缺陷.结果表明:两种注量辐照在GaP中均产生较高浓度的单空位.其浓度随着辐照注量的增大而增加;辐照也在InP中产生较高浓度的单空位.

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(2)

1GaAs材料和太阳电池的特点以GaAs为代表的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池为什么能取得高效率呢？这与它们材料的特性，以及所构成的太阳电池器件的结构有关。1）GaAs是一种典型的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料，具有与Si相似的闪锌矿立方晶系结构，不同的只是Ga和As原子交替占位。

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(6)

1997年Olson等提出采用Ga1-xInxN1-yAsy四元系材料来研制第三结子电池,因为这是化合物半导体材料中,唯一一种可通过调节x、y值（Ga0.93In0.07 N0.023As0.977）,既能得到约1 eV的带隙,又与GaAs晶格匹配的材料[24].但是,带隙为1 eV的窄带隙Ga1-xInxN1-yAsy材料的质量差,与N相关的本征缺陷多,少子扩散长度小,载流子迁移率低.虽然经过多年的努力,研制出的1 eV的GaInNAs太阳电池的量子效率和短路电流Isc仍不够大.

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(7)

2014年，天津三安光电公司报道，他们成功研发了晶格应变三结叠层GaInP／GaInAs／Ge高倍聚光电池，并进行了规模生产，聚光电池效率达到40％～41％。在青海神光格尔木建立了50MW高倍聚光光伏电站，在青海日芯建立了60MW高倍聚光光伏电站。

砷化镓基系Ⅲ-V族化合物半导体太阳电池的发展和应用(8)

4 Ⅲ-Ⅴ族化合物电池研发的新动向 4．1含GalnNAs（Sb）晶格匹配的三～五结叠层聚光电池 前文介绍在研发与GaAs晶格匹配的1eV带隙的GaInNAs材料时遇到了困难，这一问题在2011年终于取得了突破。据Solar Junction公司报道，他们制备了高质量的稀N含量GaInNAs（Sb）分子束外延材料，并成功研制了GaInP／GaAs／GaInNAs（Sb）三结叠层电池。

Ⅲ-Ⅴ族太阳电池的发展和应用系列讲座(5) 砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(5)

聚光可利用相对便宜的光学系统，成百上千倍地提高照射到电池表面的太阳光强，相应增加电池的输出功率，降低光伏发电系统的成本。而且，聚光还可提高电池的效率。因为在理想情况下，在一定光强范围，电池的短路电流与光强呈正比，而开路电压随光强呈对数式增长。

砷化镓基系Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体太阳电池的发展和应用(3)

在上世纪60年代，人们由GaAs材料的优良性质预见到，GaAs太阳电池能获得高的转换效率。但是初期用研制Si太阳电池的扩散p-n结方法来研制GaAs太阳电池并未获得成功。原因是GaAs材料的表面复活速率大，大部分光生载流子被表面复合中心复活，不能形成光生电流。

Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体集成电路产业发展及其应用

本文对以砷化镓为主的三、五族化合物半导体集成电路产业的现状做出了描述,并对其发展前景做了预测。以砷化镓(GaAs)为代表的三、五族化合物半导体集成电路因其优越的高频、高速性能而长期被用于军事电子装备,作为其高频前端的核心器件。

Ⅲ-Ⅴ族化合物低维半导体材料制备技术及进展

低维半导体材料特别是Ⅲ -Ⅴ族化合物低维半导体材料日益受到人们的重视和深入的研究。文章回顾和评述了近几年Ⅲ -Ⅴ族化合物低维半导体材料包括量子阱、量子线、量子点的制备技术的进展 ,展望了这些技术在光电子器件等方面的应用前景。

几种Ⅲ─Ⅴ族化合物半导体材料的研究热点

本文分别介绍了Ⅲ－Ⅴ族化合物砷化镓（ＧａＡｓ），氮化镓（ＧａＮ），锑化镓（ＧａＳｂ）的特性、生长方 法，国内外研究水平及应用。