Ge0.05Si0.95/Si异质结单模共面布拉格反射波导光栅的设计与分析

GeSi/Si异质结布拉格反射光栅是硅基光电集成领域一种重要的集成光学器件,分析GeSi/Si异质结的传光特性和布拉格条件,通过求解布拉格光栅方程,得出耦合系数和耦合效率。利用上述原理设计出入射角为66°,波导层的厚度为2μm,光栅长度为4252μm,槽深为0.05μm,光栅周期为0.456μm,滤波带宽为0.214nm,耦合效率为84.1%的1.3μm Ge_0.05Si_0.95/Si异质结单模共面布拉格反射光栅,并用数值模拟了入射光波电场和反射光波电场的分布。     

GeSi/Si异质结光波导光栅耦合器的设计与模拟

GeSi/Si异质结光波导是硅基光电集成(OEIC)领域一种重要的连接器件,研究其光的输入耦合,提高耦合效率有着重要的意义.通过分析导模-辐射模的耦合理论求得光栅耦合器的辐射损耗系数,设计分析了波导层厚度为2500 nm,入射波长为1300 nm的单模Ge0.05Si0.95/Si异质结波导光栅耦合器的周期、长度和槽深,得出从空气中输入角为75°(从衬底中入射角为16°)时,周期为0.512 μm,槽宽为0.256 μm,光栅长度为2.3 mm,从空气侧输入时耦合效率为22.5%,从衬底输入时耦合效率为46.3%,并对其输入、输出光场进行了数值模拟.     

单轴晶体包层啁啾光纤光栅中电光效应和弹光效应的理论研究

提出了以单轴晶体材料为包层,光轴平行于光栅主轴(z轴)的新型啁啾光纤光栅模型,应用耦合模理论和传输矩阵方法在理论上分析了该类光纤光栅中的电光效应和弹光效应,理论研究发现在包层施加沿光栅轴向的电场和应变场可以改变布拉格波长和反射谱。得到了3种不同单轴晶体为包层时布拉格波长λB和反射光谱随外加电场和应变场变化的曲线。研究结果表明当轴向外加电场从1×107V/m变化到8×107V/m时λB减小0.12nm,当外加应变场从0变化到0.04时,λB减小0.45nm。     

Si/Gen/Si(001)异质结薄膜的掠入射荧光X射线吸收精细结构研究

利用掠入射荧光X射线吸收精细结构(XAFS)方法研究了在400℃的温度下分子束外延生长的Si/Ge_n/Si(001)异质结薄膜(n=1，2，4和8个原子层)中Ge原子的局域环境结构.结果表明，在1至2个Ge原子层(ML)生长厚度的异质结薄膜中，Ge原子的第一近邻配位主要是Si原子.随着Ge原子层厚度增加到4ML，Ge原子的最近邻配位壳层中的Ge-Ge配位的平均配位数增加到1.3.当Ge原子层厚度增加到8ML时，第一配位壳层中的Ge-Ge配位占的比例只有55%.这表明在400℃的生长条件下，Ge原子有很强的迁移到Si覆盖层的能力.随着Ge层厚度从1 增加到2，4和8ML，Ge原子迁移到Si覆盖层的量由0.5ML分别增加到1.5，2.0和3.0ML.认为在覆盖Si过程中Ge原子的迁移主要是通过产生Ge原子表面偏析来降低表面能和Ge层的应变能. 关键词： XAFS n/Si(001)异质膜')" href="#">Si/Ge_n/Si(001)异质膜 迁移效应     

Na或Cu掺杂对Si/NiO异质结的光电性能影响

利用磁控溅射方法制备了引入Na或Cu元素前后Si/NiO异质结。实验结果表明,Na元素引入后的Si/NiO：Na异质结的整流特性最佳。此时,Si/NiO：Na异质结光学透过率可以达到70%,这可能是由于Si/NiO：Na异质结的结晶质量较优、薄膜内缺陷少所致。Si/NiO：Na异质结I-V曲线的拟合结果显示界面态状态也会影响其整流特性。而Si/NiO和Si/NiO：Cu异质结都没能获得较好的整流特性,可能是薄膜内缺陷增多所致。这一结论得到了XRD、SEM、AFM和UV结果的支持。     

pn结电容-电压法测量应变SiGe禁带宽度

利用应变SiGe/Si异质pn结电容-电压（C-V）特性确定SiGe禁带宽度的技术.该技术根据SiGe/Si异质pn结C-V实验曲线，计算出 pn结接触电势差，并得到SiGe/Si的价带偏移量和导带偏移量，进而求得SiGe禁带宽度.该技术测试方法简便，其过程物理意义清晰，既适用于分立的SiGe/Si异质pn结，也可直接分析SiGe/Si异质结器件中的SiGe 禁带宽度.实验结果与理论计算及其他相关文献报道的结果符合较好. 关键词： SiGe/Si 异质pn结 C-V 禁带宽度     

Si基长波长GeSiHPT探测器的研制

随着波分复用技术的发展，成本低廉，易与Si基微电子集成电路集成的长波长探测器越来越受到人们的重视。Si1-kGek/Si量子阱材料在1.3μm石英光纤波段有着明显的响应。但是由于SiGe材料间接带隙结构，吸收系数小，SiGe探测器的应用受到限制。由于（heterojunction phototransistor异质结光敏晶体管）HPT具有内部增益，SiGeHPT有望得到广泛应用。本文在国内首次报道了利用自己研制的UHV-CVD生长的SiGeHPT。在该结衍射和TEM进行表征，并且制作了原型器件，器件的光电流谱表明器件在5V偏压下在1.3μm波段响应度达1mA/W，光增益约为10。同时我们设计了SOR上面的RCEHPT，并进行光电响应模拟，模拟表明RCE HPT的量子效率可达8%，增加吸收区材料Ge组分到0.5，量子效率可提高到30%，半高度为1.5nm，适应光通讯的要求。     

亚波长介质光栅的制作误差分析

利用严格耦合波理论（RCWA）分析了方向误差和面形误差对亚波长光栅衍射效率的影响. 通过分析发现,方向误差和图案边缘钝化对光栅的衍射效率影响不大,而刻蚀过程中由于侧壁倾斜而产生的面形误差对光栅的衍射效率影响非常大.在制作亚波长光栅时,可以通过选取合理的刻蚀系统或增大占空比的方法来避免基底型误差的出现.该结论对于制作亚波长光栅具有重要的指导作用.同时根据得出的结论,选用专门用于硅深刻蚀的等离子体辅助刻蚀系统制作出了红外30 μm亚波长抗反射光栅,检测结果显示,光栅沟槽侧壁陡峭且透过率和设计值吻合得比较好.     

双重复合式液晶/聚合物电调谐光栅的制备

采用一次性全息曝光的方法同时在样品上制备了周期分别为1μm和4μm,衍射效率电场可调的双重复合式液晶/聚合物光栅.使用He-Ne激光器对复合光栅的衍射特性进行了实验研究,发现光栅存在两个1级衍射极强峰.对峰值衍射效率的测定结果表明,周期1μm的光栅衍射效率为90%,周期4μm的光栅,60%.结合耦合波理论计算了周期1μm和4μm光栅的衍射效率理论值,分别为92.57%和63.68%.实验结果与理论值符合得非常好.对电光特性的测试表明该复合光栅内的两套子光栅的驱动电压V₉₀关键词： 光栅 液晶     

Si/Gen/Si(001)异质结薄膜的掠入射荧光X射线吸收精细结构研究

利用掠入射荧光X射线吸收精细结构(XAFS)方法研究了在400℃的温度下分子束外延生长的Si/Gen/Si(001)异质结薄膜(n=1,2,4和8个原子层)中Ge原子的局域环境结构.结果表明,在1至2个Ge原子层(ML)生长厚度的异质结薄膜中,Ge原子的第一近邻配位主要是Si原子.随着Ge原子层厚度增加到4 ML,Ge原子的最近邻配位壳层中的Ge-Ge配位的平均配位数增加到1.3.当Ge原子层厚度增加到8 ML时,第一配位壳层中的Ge-Ge配位占的比例只有55%.这表明在400℃的生长条件下,Ge原子有很强的迁移到Si覆盖层的能力.随着Ge层厚度从1增加到2,4和8 ML,Ge原子迁移到Si覆盖层的量由0.5 ML分别增加到1.5,2.0和3.0 ML.认为在覆盖Si过程中Ge原子的迁移主要是通过产生Ge原子表面偏析来降低表面能和Ge层的应变能.     

Stark broadening parameters of Si I,Si II and Si III lines

Spectral lines emited by first three ionisation species of silicon were studyed in a wide range of plasma parameters. The silicon was present as an impurity in the argon plasma created in an electromagneticT tube. Four various condenser bank energies give the plasma in a range of temperatures 8700 to 16400°K and electron concentrations 2.95·10¹⁷ cm^?3to 5.6·10¹⁷ cm^?3. Measured line widths and shifts were compared with theories of Griem [1, 2] and Sahal Brechet [3, 10]. The agreement is reasonably good, the measured values are in general smaller than calculated ones.     

Thin-film formation of Si clathrates on Si wafers

In this study, we prepared Si clathrate films (Na₈Si₄₆ and Na_xSi₁₃₆) using a single-crystalline Si substrate. Highly oriented film growth of Zintl-phase sodium silicide, which is a precursor of Si clathrate, was achieved by exposing Na vapour to Si substrates under an Ar atmosphere. Subsequent heat treatment of the NaSi film at 400 °C (3 h) under vacuum (<10⁻² Pa) resulted in a film of Si clathrates having a thickness of several micrometres. Furthermore, this technique enabled the selective growth of Na₈Si₄₆ and Na_xSi₁₃₆ using the appropriate crystalline orientation of Si substrates.     

Photoluminescence of Si from Si nanocrystal-doped SiO2/Si multilayered sample

A multilayered Si nanocrystal-doped SiO₂/Si (or Si-nc:SiO₂/Si) sample structure is studied to acquire strong photoluminescence (PL) emission of Si via modulating excess Si concentration. The Si-nc:SiO₂ results from SiO thin film after thermal annealing. The total thickness of SiO layer remains 150 nm, and is partitioned equally into a number of sublayers (N = 3, 5, 10, or 30) by Si interlayers. For each N-layered sample, a maximal PL intensity of Si can be obtained via optimizing the thickness of Si interlayer (or d_Si). This maximal PL intensity varies with N, but the ratio of Si to O is nearly a constant. The brightest sample is found to be that of N = 10 and d_Si = 1 nm, whose PL intensity is ∼5 times that of N = 1 without additional Si doping, and ∼2.5 times that of Si-nc:SiO₂ prepared by co-evaporating of SiO and Si at the same optimized ratio of Si to O. Discussions are made based on PL, TEM, EDX and reflectance measurements.     

Angular correlations in 28Si + 28Si resonances

Recent particle—particle—γ coincident measurements on a ²⁸Si+²⁸Si resonance have suggested “vanishing spin alignments”. New analyses of the spin alignments with a molecular model are presented. It is clarified that due to a triaxial deformation of the total system a wobbling mode (K-mixing) appears to give rise to spin disalignment.     

硅纳米结构中硅空位缺陷引发的双峰蓝光发射

报道了在硅纳米结构中417nm和436nm双峰结构的蓝光发射的实验和理论研究结果．制备了四种包含和没有包含β-SiC纳米晶粒的硅纳米结构，观察到了417nm和436nm的双峰蓝光发射．光致发光谱的分析和微结构的观察揭示了蓝光发射与硅纳米结构中过剩硅缺陷中心的存在有关．计算了由过剩硅原子形成的含有硅空位缺陷的纳米晶粒的电子能级，发现计算所得的态密度的特征与观察到的双峰发射吻合．这项工作提出了在许多硅纳米结构中存在417nm和436nm蓝光发射的一种可能的机制．     

Deformation effects in the 28Si+12C and 28Si+28Si reactions

The possible occurrence of highly deformed configurations is investigated in the ⁴⁰Ca and ⁵⁶Ni di-nuclear systems as formed in the ²⁸Si + ¹²C, ²⁸Si reactions by using the properties of emitted light charged particles. Inclusive as well as exclusive data of the heavy fragments and their associated light charged particles have been collected by using the ICARE charged particle multidetector array. The data are analysed by Monte Carlo CASCADE statistical-model calculations using a consistent set of parameters with spin-dependent level densities. Significant deformation effects at high spin are observed as well as an unexpected large ⁸Be cluster emission of a binary nature.     

硅基超晶格Si1-xSnx/Si的能带结构

由于Si基发光材料能与现有的Si微电子工艺兼容,其应用前景被广泛看好. 设计具有直接带隙的Si基材料,备受实验和理论研究者的关注. 本文根据芯态效应、电负性差效应和对称性效应设计了Si基超晶格Si_1－xSn_x/Si. 其中Si_0.875Sn_0.125/Si为直接带隙材料. 在密度泛函框架内,采用平面波赝势法计算表明,Si_0.875Sn_{0.125相似文献}   

Auger-rekombination in Si

The Auger-recombination coefficient is determined to be C_n = 1,7·10^?31 cm⁶ sec^?1 and C_p = 1,2·10^?31 cm⁶ sec^?1 in Si. The Auger-recombination is not momentum conserving.