SrTiO3同质外延过程中的反射高能电子衍射图案分析

在激光分子束外延实验中,用RHEED原位监测了SrTiO3基片初始、退火以及同质外延过程中的表面形态.通过对RHEED图案分析,获取了表面面内的晶格常数振荡与衍射条纹的半高宽振荡现象,前者是由退火重构表面与薄膜之间的界面造成的,后者与二维岛边界的弛豫相关.另外还观察到了等离子体对入射电子束的影响而导致的RHEED强度振荡行为的相位移现象. 关键词： 反射高能电子衍射 SrTiO3 表面晶格常数及衍射强度振荡     

Si衬底上分子束外延Ge,Si时的反射式高能电子衍射强度振荡观察

本文观察了在Si(100)和Si(111)衬底上分子束外延Si,Ge时的反射式高能电子衍射(RHEED)强度振荡现象。其振荡特性表明,外延一定厚度的缓冲层可以改善表面的平整性,较慢的生长速率或中断生长一段时间有利于外延膜晶体质量的提高。Si(100)上外延Si或Ge时,沿[100]和[110]方位观测到的振荡特性均为单原子模式,起因于表面存在双畴(2×1)再构;而Si(111)上外延Ge时,[112]方位观测到的振荡为双原子层模式,但在[110]方位观察到不均匀周期的强度振荡行为。两种衬底上保持RHEED     

表面形貌对GaAs生长速率测量的影响

本文利用Reflection High Energy Electron Diffraction (RHEED)强度振荡测量GaAs同质外延生长,发现其生长速率随生长厚度按一定指数函数关系衰减.这种衰减与GaAs表面形貌的变化密切相关,表面台阶数量的增加使层状生长模式由2D成核模式逐渐转变为台阶流模式.由于RHEED强度振荡所测的生长速率与表面的粗糙程度密切相关,表面情况改变对生长速率会有一定的影响,导致测量的生长速率逐渐的衰减.根据生长速率随生长厚度的增加而衰减的拟合曲线,可以获得一个准确的生长速率.     

用RHEED强度振荡锁相外延控制Ge/Si超晶格的生长

观察了Ge,Ge/Si交替外延时的反射式高能电子衍射(RHEED)强度振荡现象,并由此研究了Si(100)和Si(111)衬底上分子束外延Ge,Ge/Si超薄叠层的生长行为和生长特性。利用RHEED强度振荡,锁相控制生长了Ge(2ML)/Si(2ML),Ge(4ML)/Si(4ML)超薄超晶格。 关键词：     

电子衍射条件对Si(111)外延时反射式高能电子衍射强度振荡的影响

本文研究了不同电子衍射条件对Si(111)外延时的反射式高能电子衍射(RHEED)强度振荡的影响,在保持生长条件不变的情况下,沿[112]方位观测时,不同入射角下其强度振荡的相位和初始瞬态响应变化很大,甚至会发生180°相位变化,而在[011]方位观测时,其相位的变化不明显,结合Si(111)面的RHEED强度摇摆曲线测量结果,表明这种与电子衍射条件有关的振荡特性变化,实际上反映了由电子多重散射机理引起的RHEED强度振荡两种情形,对RHEED强度的初始瞬态响应机理也作了探讨。 关键词：     

L-MBE法生长ZnO薄膜的退火研究

研究了空气退火对于激光分子束外延(L-MBE)法制备的ZnO薄膜光学及结构特性的影响,报道了采用小角度X射线分析(GIXA)技术对于ZnO薄膜退火前后的表面及界面状况的定量分析结果.RHEED衍射图样表明,薄膜经过380℃及600℃原位退火后,其表面仍然较为粗糙.而XRD在面(in-plane)Φ扫描结果显示出经过800℃空气退火之后,薄膜具有更好的外延取向性.GIXA分析结果表明,800℃退火后ZnO薄膜的表面方均根粗糙度从退火前的1.13 nm下降为0.37 nm;同时ZnO/Al2O3界面粗糙度从2.10 nm上升为2.59 nm.ZnO室温PL结果显示,退火后薄膜紫外近带边发光强度比退火前增大了40倍,并出现了源于电子－空穴等离子体(EHP)复合的N带受激发射峰,激发阈值约为200 kW/cm2.     

Si(111)分子束外延的生长动力学过程研究

本文用反射式高能电子衍射(RHEED)强度振荡研究了不同生长温度下Si(111)分子束外延的生长动力学过程,生长温度高于520℃(生长速率约0.15?/S)时,Si(111)外延为“台阶流”生长模式,生长温度低于475℃时,外延为“二维成核”双原子层生长模式,在较低温,甚至室温时,其外延仍为双原子层模式,但是镜向弹性散射束振荡和非弹性散射束振荡的叠加会造成RHEED强度在生长的最初阶段出现“类单原子层”模式的振荡特性。 关键词：     

用氢钝化Si(100)面抑制分子束处延界面的硼尖峰

采用一种新的简便的氢钝化方法,可以在Si(100)衬底表面获得稳定的钝化层。用俄歇电子能谱(AES),反射式高能电子衍射(RHEED),C-V和二次离子质谱(SIMS)等方法对衬底表面及其上面生长的分子束外延层进行检测,发现这种方法可以有效地防止衬底表面被碳、氧沾污,降低退火温度至少200℃,并完全消除外延层与Si(100)衬底界面处的高浓度硼尖峰。在此基础上,结合衬底表面锗束处理的实验结果,对硼尖峰的主要来源是由于硅衬底表面的氧化层这一观点提供了新的有力证据。     

反射式高能电子衍射实时监控的分子束外延生长GaAs晶体衬底温度校准及表面相变的研究

以反射式高能电子衍射(RHEED)作为实时监测工具,根据GaAs(100)表面重构相与衬底温度、As₄等效束流压强之间的关系,对分子束外延(MBE)系统中衬底测温系统进行了校准,这种方法也适用于其他的MBE系统.为生长高质量的外延薄膜材料、研究InGaAs表面粗糙化及相变等过程提供了实验依据. 关键词： 分子束外延 反射式高能电子衍射 表面重构 温度校准     

MgO单晶基片上YBCO高温超导薄膜的制备

在2英寸MgO(001)单晶基片上,采用直流溅射法,通过基片高温退火,成功制备了性能优越的YBa2C3O7-δ(YBCO)双面超导薄膜,能够满足超导滤波器的设计要求。X射线衍射(XRD)分析表明经过退火的基片上生长的YBCO薄膜与基片有单一的外延取向关系;用原子力显微镜(AFM)和高能电子衍射(RHEED)分析高温退火对基片表面状况的改变。结果表明制备的YBCO薄膜具有很好的超导电性,薄膜临界电流密度Jc(77K,0T)≈2.5×106A/cm2,微波表面电阻Rs(10GHz,77K)≈0.16mΩ。