4H-SiC中基面位错发光特性研究

本文利用阴极荧光(CL)和选择性刻蚀的方法对4H-SiC同质外延材料中基面位错的发光特性进行了研究. 结果表明螺型基面位错(B_TSD)和混合型基面位错(B_MD)分别具有绿光和蓝绿光特性,其发光峰分别在530 nm附近和480 nm附近. 从测试结果中还发现B_MD 的发光位较B_TSD有所蓝移,分析认为B_TSD位错芯附近原子沿伯格斯 关键词： 4H-SiC 基面位错 发光特性 禁带宽度     

单空位缺陷对二维δ-InSe稳定性的影响

二维InSe半导体材料由于其优异的电学性能以及适中可调的带隙等优点,引起了研究者的关注.材料中的空位缺陷不仅影响材料的光电学特性,还影响材料的环境稳定性.相比于InSe材料中的其他相, δ-InSe具有更优异的材料性能,然而关于对该材料环境稳定性影响的研究未见报道.本文基于密度泛函理论,系统研究了O₂环境下二维δ-InSe材料的稳定性问题.结果表明:1)在O₂环境下,完美δ-InSe表面具有良好的惰性和稳定性, O₂分子在其表面从物理吸附到解离吸附需要克服1.827 eV的势垒; 2) Se空位(V_Se)的存在则会促进δ-InSe的氧化反应,被氧化的过程仅需克服0.044 eV的势垒,说明V_Se的存在使δ-InSe在O₂环境下的稳定性显著下降,此外被O₂分子氧化的δ-InSe单层有利于H₂O分子的解离吸附; 3)含有In空位(V_In)的δ-InSe被氧化的速率较慢, O₂     

SiC晶体缺陷的阴极荧光无损表征研究

由于在研究SiC晶体缺陷对器件性能的影响的过程中,表征材料缺陷的常用的方法是破坏性的,因此寻找一种无损的测试方法对缺陷进行有效的表征显得尤为重要。基于阴极荧光(CL)的工作原理对4H-SiC同质外延材料的晶体缺陷进行了无损测试研究。结果发现利用阴极荧光可以观测到晶体内部的堆垛层错、刃位错和螺位错以及基面位错,其阴极荧光图中的形貌分别为直角三角形、点状和短棒状。因此该方法成为SiC晶体缺陷的无损表征时的一种有效的测试方法。如果利用该方法对材料的衬底和外延层缺陷分别进行观测就能建立起衬底和外延层缺陷之间的某种联系,另外对器件工作前后的缺陷进行表征,建立器件工作前后缺陷之间的联系,就可以进一步地研究材料缺陷对器件性能影响的问题。     

Te掺杂对二维InSe抗氧化性以及电子结构的影响

In Se作为一种典型的二维层状半导体材料,具有优异的电学性能以及适中可调的带隙,在光电器件中表现出诱人的应用前景.然而有研究表明,单硒空位(Vse)体系的In Se易受O₂分子影响,造成In Se材料降解,严重影响其在电子器件领域的应用.本文基于In Se降解机理,提出了碲(Te)替位掺杂的方法,用于提升该材料的环境稳定性.利用密度泛函理论对不同体系电子结构、吸附能、能量反应路径等进行分析,发现Te掺杂不仅显著改善缺陷引起的In Se降解问题,同时可消除Vse产生的缺陷态,起到缺陷补偿作用.具体研究结果如下:1) O₂分子在Te掺杂In Se表面(In Se-Te)的解离能垒高达2.67 e V,说明其具有较强的抗氧化能力;2) O₂分子在In Se-Te表面保持3.87?的距离,吸附能仅有–0.03 e V,表明O₂分子物理吸附在其单层表面;3) Te掺杂不仅提升材料抗氧化能力,同时还消除了Vse产生的缺陷态.该研究结果将有助于进一步提升In Se二维材料器件的环境稳定性,推动In Se二维器件...     

N型4H-SiC低温拉曼光谱特性

利用拉曼散射技术对N型4H-SiC单晶材料进行了30～300 K温度范围的光谱测量。实验结果表明,随着温度的升高,N型4H-SiC单晶材料的拉曼峰峰位向低波数方向移动,峰宽逐渐增宽。分析认为,晶格振动随着温度的升高而随之加剧,其振动恢复力会逐渐减小,使振动频率降低;原子相对运动会随温度的升高而加剧,使得原子之间及晶胞之间的相互作用减弱,致使声学模和光学模皆出现红移现象。随着温度的升高,峰宽逐渐增宽。这是由于随着温度的升高声子数逐渐增加,增加的声子进一步增加了散射概率,从而降低了声子的平均寿命,而声子的平均寿命与峰宽成反比,因此随着温度的升高峰宽逐渐增宽。声子模强度随温度升高呈现不同规律,E₂(LA),E₂(TA),E₁(TA)和A₁(LA)声子模随着温度升高强度单调增加,而E₂(TO),E₁(TO)和A₁(LO)声子模强度出现了先增后减的明显变化,在138 K强度出现极大值。分析认为造成原因是由于当温度高于138 K时,高能量的声子分裂成多个具有更低能量的声子所致。     

Investigation of dislocations in 8circ off-axis 4H-SiC epilayer

This paper reports that the etching morphology of dislocations in 8^circ off-axis 4H-SiC epilayer is observed by using a scanning electronic microscope. It is found that different types of dislocations correspond with different densities and basal plane dislcation (BPD) array and threading edge dislocation (TED) pileup group lie along some certain crystal directions in the epilayer. It is concluded that the elastic energy of threading screw dislocations (TSDs) is highest and TEDs is lowest among these dislocations, so the density of TSDs is lower than TEDs. The BPDs can convert to TEDs but TSDs can only propagate into the epilyer in spite of the higher elastic energy than TEDs. The reason of the form of BPDs array in epilayer is that the big step along the basal plane caused by face defects blocked the upstream atoms, and TEDs pileup group is that the dislocations slide is blocked by dislocation groups in epilayer.     

Investigation of dislocations in 8° off-axis 4H-SiC epilayer

This paper reports that the etching morphology of dislocations in 8° off-axis 4H-SiC epilayer is observed by using a scanning electronic microscope.It is found that different types of dislocations correspond with different densities and basal plane dislcation (BPD) array and threading edge dislocation (TED) pileup group lie along some certain crystal directions in the epilayer.It is concluded that the elastic energy of threading screw dislocations (TSDs) is highest and TEDs is lowest among these dislocations,so the density of TSDs is lower than TEDs.The BPDs can convert to TEDs but TSDs can only propagate into the epilyer in spite of the higher elastic energy than TEDs.The reason of the form of BPDs array in epilayer is that the big step along the basal plane caused by face defects blocked the upstream atoms,and TEDs pileup group is that the dislocations slide is blocked by dislocation groups in epilayer.