半导体应变超晶格结构与界面的X射线双晶衍射研究

本文应用X射线在畸变晶体中的动力学衍射理论,分析了超晶格衍射峰强度分布的规律,计算了应变超晶格中界面变化,层厚波动对双晶摇摆曲线的影响,并初步探讨了超晶格衍射峰之间的小峰消失以及衍射峰宽化的原因,研究表明,衍射峰强度分布依赖于超晶格周期中层厚、成份及应变的综合效果,界面和层厚波动将对摇摆曲线产生一定影响,而晶格弯曲是使衍射峰宽化的主要原因。     

晶体表面偏角对摇摆曲线及其半峰宽的影响

本文应用X射线衍射动力学理论,计算了晶体表面偏角对X射线双晶衍射摇摆曲线及其半峰宽的影响,得出当晶体表面向某一方向存在一定的偏角时,X射线的入射方向不同,将造成摇摆曲线位置的改变和半峰宽的变化,且其变化趋势随着入射角的变小而增大,随着入射角的减小,反射峰的半峰宽增大,并向高角方向漂移,采用掠入射的不对称衍射方式时,偏角的影响更为明显。 关键词：     

透射式GaAs光电阴极AlGaAs/GaAs外延层X射线衍射摇摆曲线研究

利用透射式GaAs光电阴极AlGaAs/GaAs外延层的结构特点及其X射线衍射摇摆曲线分析方法,解释了AlGaAs/GaAs外延层摇摆曲线半峰宽和其衍射角角位移随外延层生长温度升高而增大的现象.     

X射线双晶衍射摇摆曲线本征半峰宽的理论计算

本文应用X射线衍射动力学理论,推导出Bragg衍射几何X射线双晶衍射反射率的数学表达式。多种晶体、不同衍射的摇摆曲线计算结果表明,σ偏振的摇摆曲线的峰值和积分强度均比π偏振的高。而且半峰宽较宽。同时指出,对圆偏振X射线入射或者A,B两晶体不同类或者两者的衍射级数不相同时,很多文献给出的双晶衍射摇摆曲线半峰宽的近似表达式2^1/2∞不再适用。 关键词：     

薄膜界面粗糙对双晶摇摆曲线的影响

用X射线衍射动力学理论,模拟计算InP衬底上InGaAs/AllnAs超晶格和InGaAs单层膜的X射线双晶摇摆曲线,计算结果表明:薄膜界面粗糙对单层膜的衍射峰和超晶格的零级衍射峰影响较小,但却明显影响单层膜衍射干涉条纹和超晶格的±1级卫星峰,随着平均界面粗糙度的增大,单层膜衍射干涉条纹强度减弱并趋于消失;超晶格的±1级卫星峰变弱并逐渐展宽,理论计算的模拟双晶摇摆曲线与超晶格实验曲线比较表明:高质量匹配In_0.53Ga_0.47As(85?)/Al_{0.4 关键词：}     

HgCdTe组分不均性对X射线反射率的影响

本征反射率是X射线衍射摇摆曲线计算机模拟的基础。用X射线动力学理论研究了组分不均匀对HgCdTe材料X射线反射率的影响。研究结果表明,横向组分不均匀性直接影响摇摆曲线的峰形,峰值反射率和半峰全宽随组分不均匀的增大而分别减小和增大,且与组分不均匀性的均方差近似成指数关系,但其积分反射率却基本保持不变;采用多层模型对具有线性组分梯度的HgCdTe半导体材料反射率的计算结果则表明,纵向组分梯度除导致反射率峰值强度下降外,还会引起摇摆曲线产生单边干涉效应,摇摆曲线的半峰全宽和干涉峰间距随组分梯度的增加而增大,而干涉峰间距与干涉周期之间的关系则随组分梯度的增加其偏离线性的程度增大。     

Be掺杂对InGaAsN/GaAs量子阱性能的提高

InGaAsN/GaAs量子阱中进行铍(Be)元素重掺杂能显著提高其光学性质,并且发光波长发生了红移.X射线衍射摇摆曲线清楚地证实了铍掺杂抑制了InGaAsN(Be)/GaAs量子阱在退火过程中的应力释放.对比退火前,退火后的没有进行铍掺杂的量子阱样品的量子阱的X射线摇摆曲线衍射峰明显向GaAs衬底峰偏移;而对于掺铍的量子阱样品而言,这样的偏移要小很多.     

Hg1-xCdxTe/Cd1-zZnzTe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-xCdxTe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。     

Be掺杂对InGaAsN/GaAs量子阱性能的提高（英文）

InGaAsN/GaAs量子阱中进行铍(Be)元素重掺杂能显著提高其光学性质,并且发光波长发生了红移。X射线衍射摇摆曲线清楚地证实了铍掺杂抑制了InGaAsN(Be)/GaAs量子阱在退火过程中的应力释放。对比退火前,退火后的没有进行铍掺杂的量子阱样品的量子阱的X射线摇摆曲线衍射峰明显向GaAs衬底峰偏移;而对于掺铍的量子阱样品而言,这样的偏移要小很多。     

锗硅超晶格的结构完整性达到国际先进水平

复旦大学应用表面物理国家重点实验室用硅分子束外延方法生长了各种不同组分的GexSi1-x/Si应变超晶格,提供给国内不少单位和开放课题进行研究,取得了很好的结果. 他们与复旦大学分析测试中心及中国科学院上海冶金研究所合作,在X射线小角衍射中观察到了超晶格的多达17级的衍射峰,并发现了衍射峰强度的调制现象,这在国外文献中均未报道过.在X射线大角衍射中观察到的衍射峰也多达8级,M晶衍射摇摆曲线的半高宽只有40—50rads. 他们与北京大学合作,用拉曼光谱表征锗硅超晶格,观察到了9级折迭声子峰,而在国外文献所报道的同类结构中只有5级折迭…     

垂直腔面发射激光器的结构生长及特性研究

在偏〈111〉A 2°的GaAs (100) 衬底上生长了Al0.9Ga0.1As /Al0.2Ga0.8As周期结构的垂直腔面发射激光器（VCSEL）外延片P 型DBR的周期数为24.5对,N型DBR的周期数为34.5对.用光荧光 (PL) 谱、扫描电子显微镜 (SEM)和X射线双晶衍射 (XRD) 方法对VCSEL的光学特性和结构特性进行了分析室温量子阱材料的PL谱峰值波长为837.0 nm,半高宽达到28.9 nm在X射线双晶衍射回摆曲线中,除了“0”级衍射峰外,还观察到一级和二级卫星峰.“0”级双晶衍射峰的半高宽为12.56弧秒(″),衬底GaAs的衍射峰半高宽为11.79″.“0”级衍射峰半高宽与衬底GaAs的衍射峰半高宽比较接近,表明晶格具有很高的完整性.实验结果表明腔模波长为837.2 nm,腔模波长与PL谱峰值波长相匹配.     

透射式GaAs光电阴极AlGaAs/GaAs外延层倒易点二维图分析

本文介绍了摇摆曲线和倒易点二维图在评价晶格完整性时的特点,分析了透射式GaAs光电阴极样品AlGaAs/GaAs外延层的倒易点二维图,获得了晶面弯曲以及AlGaAs外延层中Al组份变化等方面的信息,为优化外延工艺提供了可靠的保证.     

基于MOCVD三步生长的GaAs/Si外延技术EI北大核心CSCD

在硅(Si)上外延生长高质量的砷化镓(GaAs)薄膜是实现硅基光源单片集成的关键因素。但是,Si材料与GaAs材料之间较大的晶格失配、热失配等问题对获得高质量的GaAs薄膜造成了严重影响。本文利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术开展Si基GaAs生长研究。通过采用三步生长法,运用低温成核层、高温GaAs层与循环热退火等结合的方式,进一步降低Si基GaAs材料的表面粗糙度和穿透位错密度。并利用X射线衍射(XRD)ω-2θ扫描追踪采用不同方法生长的样品中残余应力的变化。最终,在GaAs低温成核层生长时间62 min(生长厚度约25 nm)时,采用三步生长、循环热退火等结合的方式获得GaAs(004)XRD摇摆曲线峰值半高宽(FWHM)为401″、缺陷密度为6.8×10^(7) cm^(-2)、5μm×5μm区域表面粗糙度为6.71 nm的GaAs外延材料,在材料中表现出张应力。     

GaSb/AlSb/GaAs应变层结构的分子束外延生长

本文以反射式高能电子衍射(RHEED)和其强度振荡为监测手段,在半绝缘GaAs衬底上成功地生长GaSb/AlSb/GaAs应变层结构,RHEED图样表明,GaSb正常生长时为Sb稳定的C(2×6)结构,AlSb为稳定的(1×3)结构,作者观察并记录GaSb,AlSb生长时的RHEED强度振荡,并利用它成功地生长10个周期的GaSb/AlSb超晶格,透射电子显微镜照片显示界面平整、清晰,采用较厚的AlSb过渡层及适当的生长条件,可在半绝缘GaAs衬底上生长出质量好的GaSb外延层,其X射线双晶衍射半峰宽小于 关键词：     

GaAlAs/GaAs非均匀阱宽多量子阱超辐射发光管材料制备及表征

超辐射发光二极管(SLD)具有不同于半导体激光器和普通发光二极管的优异性能。为了制备高功率半导体超辐射发光管,并且得到比较大的光谱宽度、大的单程增益和抑制电流饱和,我们研究设计了具有850nm辐射波长的GaAlAs/GaAs非均匀阱宽多量子阱超辐射发光二极管结构,采用分子束外延(MBE)方法进行了材料制备。同时利用X射线双晶衍射,变温(10～300K)光致发光(PL)等方法检测分析了外延薄膜的结构和光电特性。在光致发光谱线中我们得到了发射波长850nm的谱峰,谱峰范围跨跃800～880nm,双晶回摆曲线结果显示了设计的结构得到实现。在注入电流140mA时,器件输出光谱的半峰全宽可以达到26nm,室温下连续输出功率达到6mW。     

InGaP/GaAs heterojunction bipolar transistor grown by solid-source molecular beam epitaxy with a GaP decomposition source

Lattice-matched InGaP epilayers on GaAs (001) and InGaP/GaAs heterojunction bipolar transistors (HBTs) were successfully grown by solid-source molecular beam epitaxy (SSMBE) with a GaP decomposition source. A 3 μm thick InGaP epilayer shows that low temperature photoluminescence (PL) peak energy is as large as 1.998 eV, full width at half maximum (FWHM) is 5.26 meV, which is the smallest ever reported, and X-ray diffraction (XRD) rocking curve linewidth is as narrow as that of GaAs substrate. The electron mobilities at room temperature of nominally undoped InGaP layers obtained by Hall measurements are comparable to similar InGaP epilayer grown by solid-source molecular beam epitaxy (SSMBE) with other sources or other growth techniques. The large area InGaP/GaAs HBTs show very good Dc characteristics.