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．     

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。     

GaN中与C和O有关的杂质能级第一性原理计算

用局域密度泛函线性丸盒轨道大型超原胞方法(32个原子),对纯纤锌矿结构的GaN用调节计算参数(如原子球与“空球”的占空比)在自洽条件下使Eg的计算值(323eV)接近实验值(35eV).然后以原子替代方式自洽计算杂质能级在Eg中的相对位置.模拟计算了六角结构GaN中自然缺陷以及与C和O有关的杂质能级位置,包括其复合物.计算结果表明,单个缺陷如镓空位VGa、氮空位VN、氧代替氮ON、炭代替氮CN、炭代替镓CGa等与已有的计算结果基本一致.计算结果表明杂质复合物会导致单个杂质能级位置的相对变化.计算了CNON,CGaCN,CNOV和CGaVGa,其中CNON分别具有深受主与浅施主的特征,是导致GaN黄光的一种可能的结构. 关键词： GaN 杂质能级 电子结构     

纤锌矿结构ZnO中定位Ga-N共掺杂对p型掺杂效率的影响

采用第一性原理和密度泛函理论的方法,计算未掺杂、N单掺杂和Ga-N共掺杂纤锌矿结构ZnO的总能、电荷密度和能带结构.总能计算表明,Ga原子的共掺杂使总能极大地降低,从而显著提高杂质N原子在ZnO中的稳定性.电荷密度分布显示,总能的降低主要是Ga-N共掺杂后Ga原子的3d态和N原子的2p态电子之间的强杂化相互作用所致.特别是在Ga原子的负电荷和N原子的正电荷沿c轴排成一线的共掺杂构型中,较大的局域极化场的变化引起价带顶向禁带中的大分裂,降低了N受主的激活能,将空穴的浓度提高了三个量级,有效地提高p型掺杂效率.     

强磁场中晶体生长研究

设计和制造了一套垂直渐冷设备以研究强磁场中的晶体生长,在强磁场和无磁场下,测量了掺碲InSb熔体及其上方的温度分布;生长了低GaSh组分的InGaSb和掺碲InSb晶体.实验表明,8.00T的强磁场能改善InGaSb混晶的质最和提高InSb晶体中Te杂质轴向分布的均匀性.分析认为,这些结果是强磁场提高流体的稳定性和降低对流的速度所致. 关键词：     

AlGaAs:Sn中DX中心电子俘获势垒的精细结构

采用定电容电压法,测量了n型Al0.26Ga0.74As:Sn中DX中心电子热俘获瞬态,以及不同俘获时间后的电子热发射瞬态;并对瞬态数据进行数值Laplace变换,得到其Laplace缺陷谱（LDS）。通过分析LDS谱,确定了电子热俘获和热发射LDS谱之间的对应关系,从而得到热俘获系数对温度依赖关系,以及与Sn相关的DX中心部分电子热俘获势垒的精细结构;通过第一原理赝势法计算表明,Sn附近的Al/Ga原子的不同配置是电子热俘获势垒精细结构产生的主要原因。     

Li嵌入对V2O5电子结构及光学性质的影响

采用第一性原理局域密度近似法计算了V₂O₅的电子态密度和能带结构以及Li嵌入后对其电子结构和光学性质的影响。计算结果表明,V₂O₅是间接带隙半导体,Li的嵌入并没有改变其电子的跃迁方式。但Li的嵌入使得V₂O₅导带能量下移,禁带宽度减小,导带中原有的劈裂被分裂的能级填满;同时致使价带出现展宽。电子态密度计算结果表明Li的嵌入对临近的O和V的电子结构有较大的影响。Li2s电子的注入提高了V₂O₅的费米能级并导致其进入导带。由于价带中的电子只能跃迁到费米能级以上的导带空能级,这致使体系实际的光学带隙增大。同时随着Li注入量的进一步增加,价带的展宽更为明显,费米能级亦呈升高的趋势,使得光学带隙随着Li注入量的增加而增大。     

InGaN量子阱的微观特性

采用VASP程序包模拟计算InGaN量子阱的能带,精细展示了量子阱实空间能带结构。计算结果表明,In原子所在区域出现局域束缚态,导带底与价带顶的简并能级发生分裂,同时量子阱沿垂直结面方向存在分立的能级。此外,针对影响能带的In组分波动、能带弯曲等问题进行探讨,以准确描述其电子行为,从而深入系统地了解InGaN/GaN量子阱的电学光学等特性。     

基于LabVIEW的外延片光致发光扫描系统

概述了一套基于LabVIEW而搭建的半导体光致发光扫描系统.充分考虑扫描过程中由于外延片荧光信号过于微弱、不均匀背景光噪音可能产生的光谱采集失真以及随后分析谱图所存在的物理参量读取误差等因素,通过扣除背光源、隔离样品、高斯拟合等方式对测量过程进行优化.同时依托LabVIEW自身强大的仪器控制能力,如调用动态链接库与ActiveX控件实现了对光谱仪和平移台的通信与控制,结合其良好的数据分析及显示能力,实现了对外延片测量、读取、分析处理以及实时显示等过程的自动化整合,准确高效地提取出样品空间分辨的光致发光特性如峰位、光强等.最后初步分析了所用外延片的发光均匀性,得出波长分布与生长温度分布基本一致,肯定了保持生长腔内温度均匀一致的重要性.该系统不仅界面友好、简单易操作、实时性强、智能化高且搭建简单易行,极大地降低了成本,方便研究人员进行快捷准确的测试.     

AlGaAs∶Sn中DX中心电子俘获势垒的精细结构

采用定电容电压法,测量了n型Al026Ga074As∶Sn中DX中心电子热俘获瞬态,以及不同俘获时间后的电子热发射瞬态;并对瞬态数据进行数值Laplace变换,得到其Laplace缺陷谱(LDS).通过分析LDS谱,确定了电子热俘获和热发射LDS谱之间的对应关系,从而得到热俘获系数对温度依赖关系,以及与Sn相关的DX中心部分电子热俘获势垒的精细结构;通过第一原理赝势法计算表明,Sn附近的AlGa原子的不同配置是电子热俘获势垒精细结构产生的主要原因