GaSb衬底上外延InAsxSb1-x材料的LP-MOCVD研究

采用自制的低压金属有机化学汽相淀积LP-MOCVD设备, 在(100)面GaSb单晶衬底上外延生长了InAsSb材料.用X射线双晶衍射、光学显微镜和扫描电镜、电子探针能谱仪等对材料特性进行了表征，分析研究了生长温度、Ⅴ/Ⅲ比、过渡层等对外延层的影响.并且获得了与GaSb衬底晶格失配度较低的表面光亮的晶体质量较好的InAsSb外延层.     

采用MBE生长1.6～2.3μm InGaAsSb/AIGaAsSb多量子阱

采用分子束外延生长了不同In组分的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱材料.X射线衍射发现量子阱材料有多级衍射卫星峰出现,表明量子阱的界面均匀性和质量较好.研究了不同In组分与光致发光波长的关系,光荧光谱测试表明.所制备的不同In组分的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱材料,在室温下的发光波长可以覆盖1....     

缓冲层对InSb/GaAs薄膜质量的影响

InSb是制作3~5μm红外探测器的重要材料。在GaAs衬底上外延生长InSb,存在的主要问题在于两种材料间14.6%的晶格失配度,会引入较大的表面粗糙度以及位错密度,使外延材料的结构和电学性能均会受到不同程度的影响。通过系列实验,研究了在生长过程中缓冲层对薄膜质量的影响。利用高能电子衍射仪(RHHEED)得到了合适的生长速率和Ⅴ/Ⅲ比,研究了异质外延InSb薄膜生长中低温InSb缓冲层对材料生长质量以及不同外延厚度对材料电学性质的影响。采用原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线双晶衍射(DCXRD)等方法研究了InSb/GaAs薄膜的表面形貌、界面特性以及结晶质量。通过生长合适厚度的缓冲层,获得了室温下DCXRD半高峰宽为172″,77 K下迁移率为64300 cm²·V^-1·s^-1的InSb外延层。     

衬底温度对ZnO薄膜的结构和光学特性的影响

利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)设备在蓝宝石衬底上通过改变生长温度,制备了不同的ZnO样品.研究了衬底温度对ZnO的结构、光学和电学性质的影响.样品的晶体结构利用X射线衍射谱进行表征.X射线衍射谱表明,所有的ZnO样品都是(002)取向的六角纤锌矿结构.随着生长温度的升高,X射线的(002)衍射峰的半峰全宽逐渐...     

InAs/GaInSb超晶格薄膜结构与电学性能

采用分子束外延(MBE)方法, 调节生长温度、Ⅴ/Ⅲ束流比等参数在(001)GaAs衬底上生长了InAs/GaInSb超晶格薄膜.结果表明:InAs/GaInSb超晶格薄膜的最佳生长温度在385~395 ℃, Ⅴ/Ⅲ束流比为5.7 :1~8.7 :1.高能电子衍射仪(RHEED)原位观测到清晰的GaAs层(4×2)、GaSb层(1×3)和InAs层(1×2)再构衍射条纹.获得的超晶格薄膜结构质量较好.随着温度的升高, 材料的载流子浓度和迁移率均上升.     

组份变化的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构对其X射线衍射及发光性质的影响

通过二元系和三元系结构参数计算四元系量子阱结构的晶格常数、禁带宽度等,设计了InGaAsSb/AlGaAsSb结构的MBE生长参数及工艺,利用X射线双晶衍射和PL谱研究了InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构特性和光学特性。X射线双晶衍射谱中出现了8条卫星峰,表明制备的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构具有良好的结晶质量。利用光致发光光谱方法对制备的样品的光学性质进行了表征,结果表明,不同组份的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱的发光峰波长随组份的变化在1.6~2.28 μm范围内可调,样品PL谱的半峰宽最窄可达22 meV。     

Ge衬底上GaInP2 材料的生长研究

采用自制的低压金属有机化学汽相淀积LP-MOCVD设备, 在(100)面偏(110)面 9°的Ge单晶衬底上外延生长了GaInP2材料,研究了生长温度 、Ⅴ/Ⅲ比、生长速率等生长参数对GaInP2材料的表面形貌和固相组分的影响.结果表明,当GaInP2材料的生长温度为650～680℃,生长速率为25～35 nm/min,Ⅴ/Ⅲ为180～220时,获得了满足级联电池的GaInP2材料.     

MOCVD法制备BGaN薄膜

利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术,在蓝宝石衬底上进行了BGaN薄膜的外延生长,研究了生长厚度、温度、压力和B/Ⅲ比等条件对BGaN薄膜中B组分的影响。X射线衍射测试结果表明,降低生长温度、压力以及增加B/Ⅲ比,更有利于提高BGaN薄膜中B的并入效率。在800℃、30 kPa及B/Ⅲ比为30%的生长条件下,制备的BGaN薄膜中B组分最高,为6.1%。     

GaAs/AlGaAs分子束外延材料的X射线双晶形貌观察

本文介绍了用非平行非对称(+、-)双晶X射线形貌术研究Ⅲ—Ⅴ族化合物外延晶体的设置和原理。分析了外延后形成的弯曲样品造成的衍射效应。对分子束外延(MBE)法生长的GaAs/AlGaAs衬底和外延层分别进行了X射线形貌术观察。讨论了外延层中存在的失配位错、生长小丘、沾污和局部微差取向等缺陷。对位错的组态和来源进行了初步分析。本实验结果也表明,有应变超晶格过渡层的MBE法对生长优质的GaAs/AlGaAs外延片是有利的。     

用X射线衍射法测定氮化镓马赛克结构中的面内扭转角

Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体材料在发光二极管、激光器和探测器方面有着广泛的应用,采用高分辨X射线衍射来测定用金属有机化学气相沉淀法在蓝宝石衬底上生长的氮化镓外延层马赛克结构的扭转角,分别研究了(0002)、(1013)、(1012)、(1011)、(2021)五个面的X射线摇摆曲线,并且用Pseudo-Voigt方程拟合每一个面的摇摆曲线,我们利用外推法很方便地测得氮化镓外延薄膜的面内扭转角。另外我们采用同步辐射X射线掠入射衍射对样品进行(1100)面反射φ扫描直接测得面内扭转角,对第一种方法进行验证,两种方法测量结果相同。从而提供一种简单、方便的GaN外延层的面内扭转角的测试方法,为深入研究GaN材料奠定良好基础。     

Ga0.51In0.49P的MOCVD生长特性研究

本文报导了用国产常压MOCVD系统生长GaInP材料.研究GaInP的生长特性,用光致发光、扫描电镜、X光双晶衍射对材料进行表征.发现Ⅴ/Ⅲ比对GaInP的光学特性有很大影响.在温度680℃,Ⅴ/Ⅲ比为90的条件下得到Ga0.51In0.49P外延层的光致发光谱的半高宽为26meV,这是目前报导的最好结果.Ga0.51In0.49P的本征载流子浓度为1.1×1015cm-3,晶格失配为4×10-4.     

InAs和InAs/GaSb异质结的MOCVD生长和表征

以三甲基铟(TMIn)、砷烷(AsH3)、三甲基镓(TMGa)和三甲基锑(TMSb)为源,用水平常压MOCVD技术,在较低的Ⅴ/Ⅲ比的条件下(1.5～4)于GaAs和GaSb衬底上成功地生长了InAs合金和InAs/GaSb异质结。实验表明,生长温度在500℃～620℃范围内,InAs外延生长是扩散控制的。在Ⅴ/Ⅲ比为2.5时,生长效率(相对Ⅲ族源)为3×103μm/mol.不掺杂InAs外延层为n型的,室温迁移率为2000cm2/V.s.InAs/GaSb异质结的12KPL谱为一个在375meV处较宽的与杂质相关的跃迁峰,和一个在417meV附近的几乎被杂质峰湮没的带边峰.     

Surface morphology and optical properties of ZnO epilayers grown on Si(1 1 1) by metal organic chemical vapor deposition

Heteroepitaxial ZnO epilayers were grown on Si(1 1 1) substrates using a vertical geometry atmospheric pressure metal organic chemical vapor deposition (AP-MOCVD) system. The growth temperature was varied from 550 °C to 650 °C in steps of 25 °C. The ZnO growth rate and surface morphology were strong functions of the growth temperature and ranged from ∼0.16 μm/h to 1.36 μm/h. The surface morphology of the ZnO films changed from granular to sharp tips as the growth temperature increased. The effect of buffer thickness was also examined, and was found to have a strong effect on the optical properties of the ZnO. An optimized growth condition for ZnO epilayers was found at 625 °C, producing a FWHM in the room temperature photoluminescence (PL) spectrum of 4.5 nm and a preferred growth orientation along the (0 0 2) direction.Transmission electron microscopy images and selected area diffraction patterns showed excellent crystalline quality of both the buffer and ZnO overlayer. When non-optimized growth temperatures were employed, post-growth annealing was found to greatly enhance the ratio of band-edge to deep level emission.     

Properties of GaN on different polarity buffer layers by hydride vapour phase epitaxy

This paper reports on N-, mixed-, and Ga-polarity buffer layers are grown by molecular beam epitaxy (MBE) on sapphire (0001) substrates, with the GaN thicker films grown on the buffer layer with different polarity by hydride vapour epitaxy technique (HVPE). The surface morphology, structural and optical properties of these HVPE-GaN epilayers are characterized by wet chemical etching, scanning electron microscope, x-ray diffraction, and photoluminescence spectrum respectively. It finds that the N-polarity film is unstable against the higher growth temperature and wet chemical etching, while that of GaN polarity one is stable. The results indicate that the crystalline quality of HVPE-GaN epilayers depends on the polarity of buffer layers.