C(膜)/Si(SiO2)(纳米微粒)/C(膜) 的光致发光性质研究

用直流辉光溅射法结合真空镀膜法制备出了一种“多层三明治结构”的光致发光材料—C(膜 ) /Si(SiO2 ) (纳米微粒 ) /C(膜 )夹层膜 ,然后分别在 40 0、6 5 0和 75 0℃退火 1h .在波长为 2 5 0nm的紫外光激发下 ,刚制备出来未经退火处理的样品具有一个在 398nm (3.12eV)处的紫光宽带PL1峰 .在 6 5 0℃退火后 ,又出现了一个在 36 0nm (3.44eV)附近的PL2 峰 .PL1和PL2 峰形状和峰位与退火温度和激发波长无关 ,但强度却与退火温度和激发波长密切相关 .结合形态结构分析可知 ,紫光PL1峰可用量子限制 -发光中心 (QC LCs)模型进行解释 :即光激发发生在SiO2 微粒内部 ,而光发射源于SiO2 与Si界面上的缺陷中心 .紫外荧光PL2 峰则源自SiC内部的电子 空穴复合发光     

SiO/SiO_2超晶格结构界面发光的研究

利用热蒸发技术在硅衬底上制备了层厚不同的SiO/SiO2超晶格样品.对其光致发光谱进行研究发现,随着SiO/SiO2超晶格中SiO层厚度的增加,发光峰在400～600 nm之间移动.研究表明,样品的发光中心来自于SiO/SiO2界面处的缺陷发光(界面态发光).即在样品沉积的过程中,在SiO/SiO2的界面处由于晶格的不连续性,会形成大量的Si-O悬挂键,这些悬挂键本身相互结合可以形成一定数量的缺陷,同时由于O原子容易脱离Si原子的束缚而产生扩散,因此,这些悬挂键可以与扩散的O原子结合,随着SiO层厚度的增加,在SiO/SiO2的界面处先后出现WOB(O3<≡Si-O-O·),NOV(O3≡Si-Si≡O3),E'中心(O≡Si·),NBOHC(O3≡Si-O·)等缺陷,这些缺陷在SiO层厚度增大的过程中对发光先后起到主导作用,从而使得发光峰产生红移.     

非桥氧空穴发光中心对铁钝化多孔硅光致发光的影响

采用水热腐蚀法制备了铁钝化多孔硅样品,样品光致发光谱的荧光峰位于2.0eV附近,半峰宽约为0.40eV。激发波长从240nm增大到440nm的过程中,荧光峰先红移再蓝移,最后基本稳定,变化曲线呈勺型。通过分析15片发光多孔硅样品的统计结果,发现荧光峰逆转所对应的激发波长位于330nm附近,相应的激发光子能量约为3.8eV。样品光致发光谱随激发波长的勺型变化过程与≡Si—O↑和≡Si—O↑…H—O—Si≡两类非桥氧空穴发光中心共同作用时的发光行为一致。     

LPCVD自组织生长Si纳米量子点的发光机制分析

采用低压化学气相沉积 (LPCVD)方法 ,通过纯SiH4气体的表面热分解反应 ,在SiO2 表面上自组织生长了半球状Si纳米量子点 ,在室温条件下实验研究了其光致发光 (PL)特性 ,考察了PL效率与峰值能量随Si纳米量子点尺寸的变化关系。结果指出 ,当Si纳米量子点高度hc<5nm时 ,其PL效率基本保持不变。而当hc>5nm时 ,PL效率则急剧下降。同时 ,PL峰值能量随hc 的减少而增大 ,并与 (l/hc) 2 成正比依赖关系。如当hc 从 5 5nm减小至 0 8nm时 ,其峰值能量从 1 2 8eV增加到 1 4 3eV ,出现了约 0 15eV的谱峰蓝移。我们用量子限制效应 界面发光中心复合发光模型解释了这一实验结果     

Au/(SiO2/Si/SiO2)纳米双势垒/n+-Si结构的电致发光研究

利用射频磁控溅射方法 ,在n Si衬底上淀积SiO2 /Si/SiO2 纳米双势垒单势阱结构 ,其中Si层厚度为 2至 4nm ,间隔为 0 .2nm ,邻近n Si衬底的SiO2 层厚度固定为 1.5nm ,另一SiO2 层厚度固定为 3nm .为了对比研究 ,还制备了Si层厚度为零的结构 ,即SiO2 (4.5nm) /n Si结构 .在经过 6 0 0℃氮气下退火 30min ,正面蒸上半透明Au膜 ,背面也蒸Au作欧姆接触后 ,所有样品都在反向偏置 (n Si的电压高于Au电极的电压 )下发光 ,而在正向偏压下不发光 .在一定的反向偏置下 ,电流和电致发光强度都随Si层厚度的增加而同步振荡 ,位相相同 .所有样品的电致发光谱都可分解为相对高度不等的中心位于 2 .2 6eV(5 5 0nm)和 1.85eV(6 70nm)两个高斯型发光峰 .分析指出该结构电致发光的机制是 :反向偏压下的强电场使Au/ (SiO2 /Si/SiO2 )纳米双势垒 /n Si结构发生了雪崩击穿 ,产生大量的电子 空穴对 ,它们在纳米SiO2 层中的发光中心 (缺陷或杂质 )上复合而发光 .     

AuSi_x(x=1/2,1/7)纳米颗粒的制备及光致发光性能研究

采用射频磁控溅射法在n型单晶Si(100)衬底上制备Au/Si/Au多层薄膜,并在300℃真空原位退火30min。扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)观察发现,退火前样品表面是一层平整的薄膜,而退火后样品表面形成均匀分布的岛状纳米颗粒,颗粒直径为10～20nm,面密度约1×1011cm-2。X射线光电子能谱(XPS)及TEM分析表明,退火后样品表面形成单晶结构的AuSix(x=1/2,1/7)纳米颗粒。室温下对退火后样品的光致发光(PL)特性进行测试,样品在580,628和700nm处出现三个发光峰,经过分析这些发光峰与样品表面的SiO2结构,AuSix纳米颗粒周围的悬挂键等缺陷以及样品表面SiO2纳米结构中的无桥联氧等因素有关。     

退火对非故意掺杂4H-SiC外延材料386 nm和388 nm发射峰的影响

10 K条件下,采用光致发光(PL)技术研究了不同退火处理后非故意掺杂4H-SiC外延材料的低温PL特性.结果发现,在370—400 nm范围内出现了三个发射峰,能量较高的峰约为3.26 eV,与4H-SiC材料的室温禁带宽度相当.波长约为386 nm和388 nm的两个发射峰分别位于~3.21 eV和~3.19 eV,与材料中的N杂质有关.当退火时间为30 min时,随退火温度的升高,386 nm和388 nm两个发射峰的PL强度先增加后减小,且退火温度为1573 K时,两个发射峰的PL强度均达到最大. 关键词： 光致发光 退火处理 能级 4H-SiC     

重离子辐照SiO_2/Si结构变温光致发光谱研究

本文研究了重离子辐照前后SiO_2/Si结构光学性质的变化。实验选择初始能量为414 MeV,不同辐照总剂量的Sn离子,在室温下辐照氧化层厚度为36nm和90nm的SiO_2/Si结构。并在不同测试温度下获得了辐照前后SiO_2/Si结构的光致发光谱(PL)谱。在相同的测试温度下,随着辐照总剂量的改变,峰位发生了移动,峰的强度也发生了改变;在相同的辐照总剂量下,随着测试温度的改变,峰位发生移动。由于受束缚激子发光的影响,在测试温度为80K时出现了一个新的光致发光峰。     

多孔硅量子点中的电子局域态

经过激光辐照和高温退火加工能够生成多孔硅样品,在650—780 nm处检测到很强的光致荧光（PL）峰,并且有明显的钉扎和增强效应.实验表明,这种PL发光的强度与样品受辐照和退火的时间短密切相关.通过第一性原理模拟计算发现,样品表面用SiO 双键和Si—O—Si桥键钝化,能隙中会出现电子局域态.激光辐照和高温退火的时间长短决定了样品表面SiO双键和Si—O—Si桥键的密度,而该密度正是影响多孔硅量子点中电子局域态生成的关键. 关键词： 多孔硅量子点 硅氧钝化键 电子局域态     

用MEVVA低能离子注入制备表层SiC/Si异质结构及其室温的光致发光特性

利用金属蒸汽真空弧离子源（MEVVA）进行离子束合成,制备了过剂量C^＋离子注入到单晶硅衬底的样品。然后利用热退火,在表层制备了连续8-SiC层,形成表层SiC／Si的异质结构。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）对其成键特征和微结构进行了分析,通过光电子能谱分析（XPS）和原子力显微镜（AFM）分析了样品的成分分布及其表面形貌。最后对其室温下的光致发光特性随热退火的时间和温度的变化进行了研究。结果表明：光致发光谱（PL）表现出430,560nm两个发光峰,分别对应于纳米碳化硅和块状立方碳化硅发光的特征峰。我们认为小颗粒的晶化碳化硅的尺寸及其相对比例对PL发光峰位和强度有较大的影响,用纳米晶粒量子效应（NSUQC）理论和表面态理论对发光现象及其变化规律进行了初步的解释。     

Ga1-xInxNyAs1-y/GaAs量子阱中电子-LO声子的散射率

在有效质量近似下利用打靶法求出Ga_1-xIn_xN_yAs_1-y/GaAs量子阱中的本征能级E_n, 并通过费米黄金规则计算电子-LO声子由第一激发态到基态的散射率和平均散射率随温度、阱宽以及氮(N)和铟(In)组分变化的规律. 计算结果表明: 在In 组分恒定的情况下, 随着N组分的增加, 散射率和平均散射率增加; 在N组分恒定的情况下, 随着In组分的增加, 散射率和平均散射率减小; 随着温度的增加, 在温度较低时散射率和平均散射率随温度的增加变化不大, 在温度较高时随温度的增加而增加; 随着阱宽的增加, 散射率和平均散射率都是先增加到一个最大值, 然后再减小, 最大值出现在阱宽200 Å附近. 计算结果对Ga_1-xIn_xN_yAs_1-y/GaAs量子阱在光电子器件应用方面有一定的指导意义. 关键词： 费米黄金规则 1-xIn_xN_yAs_1-y/GaAs量子阱')" href="#">Ga_1-xIn_xN_yAs_1-y/GaAs量子阱 LO声子 散射率     

The influence of the Dresselhaus spin--orbit coupling on the tunnelling magnetoresistance in ferromagnet/ insulator /semiconductor/ insulator /ferromagnet tunnel junctions

This paper investigates the effect of Dresselhaus spin--orbit coupling on the spin-transport properties of ferromagnet/insulator/semiconductor/insulator/ferromagnet double-barrier structures. The influence of the thickness of the insulator between the ferromagnet and the semiconductor on the polarization is also considered. The obtained results indicate that (i) the polarization can be enhanced by reducing the insulator layers at zero temperature, and (ii) the tunnelling magnetoresistance inversion can be illustrated by the influence of the Dresselhaus spin--orbit coupling effect in the double-barrier structure. Due to the Dresselhaus spin--orbit coupling effect, the tunnelling magnetoresistance inversion occurs when the energy of a localized state in the barrier matches the Fermi energy E_F of the ferromagnetic electrodes.     

InAlAs/GaSbAs/InP DHBT与InP/GaSbAs/InP DHBT性能比较分析

双异质结双极晶体管(DHBT)的性能与发射区-基区(E-B) 异质结和基区-集电区(B-C)异质结的能带突变类型关系密切, 本文基于热场发射-扩散模型, 对两类不同能带结构类型的新型DHBT的性能做了比较分析. 结论表明: 与作为当今研究热点的E-B和B-C异质结构均为全交错II型能带结构的InP/GaSbAs/InP DHBT的性能相比, E-B异质结采用传统I型、B-C异质结采用交错II型的一类新型能带结构的InAlAs/GaSbAs/InP DHBT虽然在开启电压上更高, 但具有更好的电流驱动能力、直流增益和高频性能.     

Nb/Al-AlO_x/Nb隧道结制备中压控电压源阳极氧化工艺研究

采用计算机程控的压控电压源阳极氧化模式研究制备出自对准Nb/Al-AlOx/Nb隧道结的绝缘层Nb2O5/Al2O3/Nb2O5。研究了氧化电压、氧化层的厚度和氧化时间的关系。当阳极氧化电压变化率低于8V/min时,阳极氧化层的厚度基本取决于氧化电压的大小,而与氧化电压变化率无关。我们已采用电压源阳极氧化技术成功制备出超导Nb/Al-AlOx/Nb隧道结。     

InAIAs／GaSbAs／InPDHBT与InP／GaSbAs／InPDHBT性能比较分析

双异质结双极晶体管（DHBT）的性能与发射区-基区（E．B）异质结和基区．集电区（B．C）异质结的能带突变类型关系密切,本文基于热场发射．扩散模型,对两类不同能带结构类型的新型DHBT的性能做了比较分析．结论表明：与作为当今研究热点的E．B和B．C异质结构均为全交错II型能带结构的InP／GaSbAs／InPDHBT的性能相比,E．B异质结采用传统I型、B．C异质结采用交错II型的一类新型能带结构的InAlAs／GaSbAs／InPDHBT虽然在开启电压上更高,但具有更好的电流驱动能力、直流增益和高频性能．     

单核/双壳结构CdSe/CdS/ZnS纳米晶的合成与发光性质

以巯基乙酸为稳定剂,在水溶液中合成了单核/双壳结构的CdSe/CdS/ZnS纳米晶。在内核CdSe和外壳ZnS之间的内壳CdS作为晶格匹配调节层,能够很好的改善核/壳界面处的性能,而且,最外层ZnS能够最大程度地使激子受限。用TEM和XPS对纳米晶进行了表征,并且用光致发光光谱和吸收光谱对不同核壳结构的纳米晶的发光性能进行了比较,结果表明单核/双壳结构的纳米晶具有更加优异的发光特性。     

应变层异质结ZnS/ZnSe、ZnS/ZnSxSe1-x和ZnSe/ZnSxSe1-x价带带阶的研究

采用基于原子球近似下线性Mufin-Tin轨道(LMTO-ASA)的平均键能计算方法,研究了以ZnS_xSe_1-x为衬底,沿(001)方向外延生长的应变层异质结ZnS/ZnSe、ZnS/ZnS_xSe_1-x和ZnSe/ZnS_xSe_1-x的价带带阶值ΔE_v(x).研究表明,ΔE_v(x)值随衬底合金组分x单调变化。且两者的关系是非线性的。在此计算结果与其它理论计算和实验结果符合较好。     

Andreev Tunneling Through a Ferromagnet/Quantum-Dot/Superconductor System

We study Andreev tunneling through a ferromagnet/quantum-dot (QD)/superconductor system. By usingnonequilibrum Green function method, the averaged occupation of electrons in QD and the Andreev tunneling currentare studied. Comparing to the norma-metal/quantum-dot/superconductor, the system shows significant changes: (i)The averaged occupations of spin-up and spin-down electrons are not equal. (ii) With the increase of the polarizationof ferromagnetic lead, the Andreev reflection current decreases. (iii) However, even the ferromagnetic lead reaches fullpolarization, the averaged occupation of spin-down electrons is not zero. The physics of these changes is discussed.     

电迁移对Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Au/Pd/Ni-P倒装焊点界面反应的影响

本文研究了150 ℃, 1.0× 10⁴ A/cm²条件下电迁移对Ni/Sn3.0Ag0.5Cu/Au/Pd/Ni-P倒装焊点界面反应的影响. 回流后在solder/Ni和solder/Ni-P的界面上均形成(Cu,Ni)₆Sn₅类型金属间化合物. 时效过程中两端界面化合物都随时间延长而增厚, 且化合物类型都由(Cu,Ni)₆Sn₅转变为(Ni,Cu)₃Sn₄. 电迁移过程中电子的流动方向对Ni-P层的消耗起着决定性作用. 当电子从基板端流向芯片端时, 电迁移促进了Ni-P层的消耗, 600 h后阴极端Ni-P层全部转变为Ni₂SnP层. 阴极界面处由于Ni₂SnP层的存在, 使界面Cu-Sn-Ni三元金属间化合物发生电迁移脱落溶解, 而且由于Ni₂SnP层与Cu焊盘的结合力较差, 在Ni₂SnP/Cu界面处会形成裂纹. 当电子从芯片端流向基板端时, 阳极端Ni-P层并没有发生明显的消耗. 电流拥挤效应导致了阴极芯片端Ni层和Cu焊盘均发生了局部快速溶解, 溶解到钎料中的Cu和Ni原子沿电子运动的方向往阳极运动并在钎料中形成了大量的化合物颗粒. 电迁移过程中(Au,Pd,Ni)Sn₄的聚集具有方向性, 即(Au,Pd,Ni)Sn₄因电流作用而在阳极界面处聚集.     

PT/PZT/PT铁电薄膜的铁电畴和畴壁

用sol-gel法制备出了具有良好铁电性、纯钙钛矿结构的PbTiO₃/Pb(Zr_0.3Ti_0.7)O₃/PbTiO₃(PT/PZT/PT)新型夹心结构铁电薄膜.用扫描力显微镜(SFM)的压电响应模式获得了薄膜铁电畴的垂直于膜平面方向(OPP)、膜平面内(IPP)及OPP的相位和幅度图像，结合理论分析指出薄膜的电畴主要由c畴和偏离垂直于膜平面方向上的c畴构成，薄膜取向的复杂性导致了复杂的畴结构.对于［111］取向的薄膜，当偏离垂直于膜平面方向上的c畴在垂直膜平面方向和面内方向都相反时构成180°的畴壁，在垂直膜平面方向上相同、面内方向相反或由垂直膜平面方向上相反、面内方向相同时构成90°畴壁. 关键词： 铁电薄膜 PT/PZT/PT 电畴和畴壁 扫描力显微镜(SFM)