应力对(GaP)_1/(InP)_1(111)超晶格体内和表面电子结构的影响

考虑到应力对超薄层(GaP)_1/(InP)_1(111)结构中Ga-P和In-P键长的作用为均匀分布的情况,本文提出在紧束缚近似下,将应力的影响直接反映到Harrison的交迭积分项中,并利用Recursion方法全面计算了由Keating模型确定的稳定(GaP)_1/(InP)_1(111)超晶格体内和表面的电子结构,结果表明,这种材料的带隙为1.88eV,它比体材料GaP(2.91eV)和InP(1.48eV)的平均值小0.31eV.通过对辅助模型的研究,可以发现随键长应力的增大,系统带隙加宽,费密能级移动,同时计算得到的各晶位上原子的电子占有数结果清楚地反映了InP的离化程度比GaP高,最后证明这类应力超晶格(111)表面有类似的SP_z+P_x—P_y退杂化轨道存在,但是各分波轨道对它的贡献与(GaAs)_1/(AIAs)_1(001)超晶格中(001)表面的相应情况是不同的。     

GaP中1.71eV发光带的研究

本文研究了GaP中普遍出现的1.71eV光致发光(PL)宽带。这是一个与多个杂质能级有关的发光带,由吸收谱和光致发光激发谱(PLE)检测到在价带上方0.37—0.089eV范围内与该发光带有关的深能级。时间分辨谱测量表明。随着衰减过程的延续,谱峰移向低能方向,说明该带起源于D—A对复合。讨论了该发光带与背景Cu杂质有关的可能性及其发光机制和激发途径。     

液封坩埚下降法生长非掺杂InP单晶的特性研究

用液封坩埚下降(LE-VB)法沿〈100〉晶向成功地生长了非掺杂InP单晶。LE-VB晶体的4.2K光致发光谱包含束缚于中性浅受主上的激子发光、与Zn受主相关的施主-受主(DA)对发光及其声子伴线、以及与本征缺陷等有关的深能级发光三部分。通过与液封直拉(LEC)生长的籽晶的光致发光谱比较表明,在LE-VB晶体中,束缚于中性浅受主上的激子发光与籽晶中的相差不大;DA对发光的晶格弛豫比籽晶中的小;与本征缺陷等有关的深能级发光强度比籽晶中的弱。晶体的室温光致发光谱仅包含带-带发光,其发光强度形貌测试结果表明,LE-VB晶体的带-带发光强度比LEC籽晶的强。用Huber法对晶片腐蚀的结果表明,在LE-BV晶体中,位错密度仅为LEC籽晶中的三分之一。分析认为,在LE-VB晶体中,本征缺陷和位错等浓度较低,可能是其带-带发光强度比在LEC籽晶中强的物理起因。     

ZnO薄膜微结构变化对光电特性的影响

使用脉冲激光淀积(PLD)技术在n型Si衬底上沉积氧化锌(ZnO)薄膜,在O2气氛下对样品进行了500℃(Sample1,S1),600℃(Sample2,S2),700℃(Sample3,S3)和800℃(Sample4,S4)退火,随后进行了X射线衍射(XRD)谱,椭偏光折射率,热激电流(TSC)和电容-电压(C-V)的测量。研究发现:S1中晶界的电子陷阱由高浓度的深能级杂质(Zni)提供的电子填充,该能级位于ET=EC-0.24±0.08eV。S3中出现与中性施主(D0)有关的深能级中心,其ET=EC-0.13±0.03eV,推测D0的出现与高温氧气条件退火下晶界处形成的复合体缺陷有关。XRD和椭偏光折射率测量结果表明:氧气对ZnO薄膜微结构的修饰是改变ZnO/Si结构光电特性的主要因素。     

强激光照射对2H-SiC晶体电子特性的影响

使用基于密度泛函微扰理论的第一原理赝势法, 计算了纤锌矿结构2H-SiC晶体在强激光照射下的电子特性, 分析了其能带结构和电子态分布. 计算结果表明: 2H-SiC平衡晶格参数a 和c随电子温度T_e的升高逐渐增大; 电子温度在0–2.25 eV范围内时, 2H-SiC仍然是间接带隙的半导体晶体, 当T_e超过2.25 eV达到2.5 eV以上时, 2H-SiC变为直接带隙的半导体晶体; 随着电子温度升高, 导带底和价带顶向高能量或低能量方向发生了移动, 当电子温度T_e大于3.5 eV以后, 价带顶穿越费米能级; 电子温度T_e在0–2.0 eV变化时, 带隙随电子温度升高而增大; T_e在2.0–3.5 eV范围变化时, 带隙随电子温度升高而快速地减少, 表明2H-SiC晶体的金属性随电子温度T_e的继续升高而增强. 在T_e =0, 5.0 eV 处, 计算了2H-SiC晶体总的电子态密度和分波态密度. 电子结构表明T_e =0 eV 时, 2H-SiC 是一个带隙为2.3 eV的半导体; 在T_e =5.0 eV时, 带隙已经消失而呈现出金属特性, 表明当电子温度升高时晶体的共价键变弱、金属键增强, 晶体经历了一个熔化过程, 过渡到金属状态.     

高温退火后非掺杂磷化铟材料的电子辐照缺陷

对不同气氛下高温退火非掺杂磷化铟(InP)材料的电子辐照缺陷进行了研究. 除铁受主外，磷化铁(FeP₂)气氛下退火后的InP中辐照前没有深能级缺陷，而辐照后样品的热激电流谱(TSC)中出现了5个较为明显的缺陷峰，对应的激活能分别为0.23 eV, 0.26 eV, 0.31 eV, 0.37 eV和0.46 eV. 磷(P)气氛下退火后InP中的热生缺陷较多，电子辐照后形成的缺陷具有复合体特征. 与辐照前相比，辐照后样品的载流子浓度和迁移率产生显著变化. 在同样的条件下，经FeP₂ 气氛下高温退火后的InP样品的辐照缺陷恢复速度较快. 根据这些现象分析了缺陷的属性、快速恢复机理和缺陷对材料电学性质的影响. 关键词： 磷化铟 电子辐照 缺陷     

Sn����������䲻͸�������¶ȵı仯

利用SHML模型计算了密度为ρ=1g·cm-3、温度为150eV、200eV、250eV、300eV、400eV的Sn等离子体的随光子能量变化的辐射不透明度及Rosseland平均不透明度.分析了不透明度随光子能量变化曲线的吸收峰值(不透明度峰值)与能级跃迁的对应关系.还将Sn的Rosseland平均不透明度与DCA/UTA及STA模型计算结果作了比较,吻合较好.     

证实GaAs中深能级陷阱发射到间接导带的极小的新技术

本文对具有深能级陷阱的肖特基势垒耗尽区的C-V特性提供了一种新的分析,得到了能带图中能级的绝对位置。发现了通常在气相外延GaAs中观察到的0.83±0.005eV电子陷阱位于Γ导带极小下0.543eV(240K)和0.537eV(120K)处。表明这些能级能发射电子到L极小,而且与这些极小有关的参数具有零的温度系数。这些中心的俘获截面是σ∽=(1.8±0.4)×10~(-14)cm~2,在120—240K整个温度区域有一个零的激活能。     

气源分子束外延生长的InPBi薄膜材料中的深能级中心

利用深能级瞬态谱(DLTS)研究了气源分子束外延(GSMBE)生长的InP1-xBix材料中深能级中心的性质。在未有意掺杂的InP中测量到一个多数载流子深能级中心E1,E1的能级位置为Ec-0.38 e V,俘获截面为1.87×10~(-15)cm~2。在未有意掺杂的InP0.9751Bi0.0249中测量到一个少数载流子深能级中心H1,H1的能级位置为Ev+0.31 eV,俘获截面为2.87×10~(-17)cm~2。深中心E1应该起源于本征反位缺陷PIn,深中心H1可能来源于形成的Bi原子对或者更复杂的与Bi相关的团簇。明确这些缺陷的起源对于InPBi材料在器件应用方面具有重要的意义。     

利用离子激发发光研究低温条件下ZnO发光行为EI北大核心CSCD

离子激发发光(Ions beam induced luminescence,IBIL)可以实时原位分析不同温度、不同离子辐照条件下材料内部点缺陷的演变行为。本文利用2 MeV H^(+)研究了300,200,100 K温度下ZnO单晶内部点缺陷发光及其随注量的演变行为。实验中发现ZnO深能级发射和近带边发射,结合Voigt分峰与XPS实验结果,确定红光(1.75 eV)与V_(Zn)相关,橙红光(1.95 eV)来自Zn_(i)到O_(i)跃迁;对于与V_(O)相关的绿光(2.10 eV),其红移可能由于温度降低导致更多电子由导带释放到Zn_(i)。峰中心位于3.10 eV和3.20 eV近带边发射分别来自于Zn_(i)到价带的跃迁和激子复合,红移原因分别为Zn_(i)附近局域化能级和带隙收缩。利用单指数公式对发光强度进行拟合,获得的衰减速率常数(f)可以表征缺陷的辐射硬度,对比发现深能级发射峰在200 K时辐射硬度最大,而近带边发射峰在300 K时辐射硬度最大。     

掺锰磷化铟中1.18eV辐射的施主受主对辐射性质的研究

通过对掺锰磷化铟的1.18eV辐射的频率响应谱(FRS)及辐射峰随激发强度的位移的研究得到了明确的证据,确认这个光致发光辐射的施主受主对(DAP)复合的性质。一个和Mn2+相关的复合跃迁过程被提出用以解释有关的实验结果。     

在Si衬底上异质外延GaAs薄膜变激发强度的近红外光致发光

通过对用ＭＯＣＶＤ（金属有机物化学气相沉积）方法在Ｓｉ衬底上生长的ＧａＡｓ外延薄膜，用不同激发强度下的近红外光致发光研究了液氮温度下峰值能量为１．１３ｅＶ和１．０４ｅＶ两个带谱的发光特性，表明这两个带均属于施主－受主对复合发光。由于发光带中存在着电子－声子耦合，所以应在施主－受主对复合发光能量表示式中计及Ｆｒａｎｋ－Ｃｏｎｄｏｎ位移，从而对复合发光能量表示式进行修正。通过对复合发光带能量随激发强度变化的实验曲线和理论表达式的拟合，确定了峰值为１．１３ｅＶ与１．０４ｅＶ这两个发光带深施主－受主对的束缚能之和分别为０．３００ｅＶ和０．４０１ｅＶ。     

MOCVD生长的GaN单晶膜的蓝带发光研究

对实验室用ＭＯＣＶＤ方法生长的未掺杂ＧａＮ单晶膜的发光性能进行了研究。结果表明：在室温时未掺杂ＧａＮ单晶出现的能量为２．９ｅＶ左右蓝带发光与被偿度有较强的依赖关系。高补偿ＧａＮ的蓝带发射强,低补偿ＧａＮ的蓝带发射弱。对蓝带发光机理进行了探讨,认为蓝 导带电子过至受主能级的发光（ｅＡ发光）。观察到降低ＧａＮ补偿度能提高ＧａＮ带边发射强度。     

Infrared photoluminescence in polyacetylene

More extensive photoluminescence measurements of polyacetylene reveal a broad new emission band between 1.2 and 1.6 eV in samples with various isomeric contents. The peak energy and the intensity of this low energy luminescence decrease as the cis fraction decreases, but the band is still present in fully converted trans samples. These characteristics suggest that the infrared emission either is due to perturbed fragments of cis polyacetylene or is unquenched ¹Ag luminescence from segments of trans (CH) x.     

GaAs/InP异质外延材料的光致发光研究

首次对MOCVD-LPE混合外延生长的GaAs/InP材料进行了光致发光测量及分析。结果显示出混合生长的GaAs发光强度明显高于MOCVD一次外延生长的GaAs的发光强度,并确认在16K温度下GaAs和InP有跃迁激子产生。观测到GaAs/InP样品近带边光致发光谱的半峰宽为8.4meV,显示了这种材料的高质量。     

Luminescence from hot electrons relaxing by LO phonon emission in p-GaAs and GaAs doping superlattices

Laser excited hot electrons in GaAs relax by LO phonon emission within a few hundred femtoseconds, leading to a series of peaks in the distribution of hot electrons in the conduction band, which we observe in luminescence. We find that the luminescence peaks shift according to the acceptor binding energy for C?, Ge?, Zn?, and Be-p-doped GaAs layers grown by MBE and LPE. Thus we prove that recombination is between hot electrons and neutral acceptors. The series of peaks due to electrons from the heavy hole band agree well with $\text{k}\text{.}\text{p}$ band structure, while peaks due to those from light holes are about 15 meV lower than expected from the band structure. We show that the discrepancy is not due to heating or surface fields. The peak separation in the luminescence ladder is about 6% larger than the LO energy suggesting emission of renormalised LO phonons. We find thermalisation by LO emission also in GaAs nipi doping superlattices. In nipi crystals the emission is shifted to higher energies (by 12 meV for light and by 6 meV for heavy holes) due to a change in band structure caused by the space charge fields.     

PbWO4闪烁晶体的发光动力学模型

在对PbWO₄闪烁晶体的光谱特性、发光衰减及其温度依赖以及热释光的研究基础上,并结合理论计算,提出了PbWO₄晶体发光的动力学模型,给出了PbWO₄晶体的基本能带结构及激子发光中心能态、陷阱能级在能隙中的位置。用此模型可以完整说明PbWO₄的发光过程,特别是导致室温下发光效率低的原因。最后还对其主发射成分蓝、绿发光中心的起源作了简要讨论。     

The study of photoluminescence spectra depth profiles of epitaxial layers GaP: Zn,O

The method of depth profiling of low temperature photoluminescence spectra was applied to the study of samples GaP: Zn, O prepared by LPE technology. The obtained results were used to calculate the depth profiles of zinc and sulphur concentration in the samples. Several layers showed considerable variations of the red emission band shape with the depth of measured region (atT 85 K) due to the changes in mutual intensity ratio of several bands lying in this spectral region. Primarily the bands corresponding to exciton and pair mechanism of radiative recombination on the complexes (O-Zn) and a shortwave emission band with the peak near the energy of 1·89 eV are concerned.The authors wish to thank J. Waraus and Dr. D. Nohavica for supplying samples of GaP: Zn, O (LPE) layers and Dr. M. Cukr for the implementation of mass spectral analysis of some materials.     

Luminescence in high purity In0.53Ga0.47As

We have investigated luminescence processes in high purity In_0.53Ga_0.47As grown by liquid phase epitaxy on InP substrate. The origins of luminescence processes have been determined by studying the dependence of emission intensity and spectrum on temperature. We show that exciton-ionized donor complex dominates the luminescence at 2K. With increasing temperature, the luminescence spectrum is dominated by donor-valence band and free electron-free hole recombination. Spectrum and bandgap energy are found to be dependent on the excitation position.     

Luminescence study of Si/Ge quantum dots

We present a photoluminescence (PL) study of Ge quantum dots embedded in Si. Two different types of recombination processes related to the Ge quantum dots are observed in temperature-dependent PL measurements. The Ge dot-related luminescence peak near 0.80 eV is ascribed to the spatially indirect recombination in the type-II band lineup, while a high-energy peak near 0.85 eV has its origin in the spatially direct recombination. A transition from the spatially indirect to the spatially direct recombination is observed as the temperature is increased. The PL dependence of the excitation power shows an upshift of the Ge quantum dot emission energy with increasing excitation power density. The blueshift is ascribed to band bending at the type-II Si/Ge interface at high carrier densities. Comparison is made with results derived from measurements on uncapped samples. For these uncapped samples, no energy shifts due to excitation power or temperatures are observed in contrast to the capped samples.