富锌条件下生长氮掺杂氧化锌薄膜的光学和电学性质

报道了采用等离子体辅助分子束外延方法(P-MBE),利用NO作为N源和O源,在c-面蓝宝石(c-Al₂O₃)衬底上外延生长了N掺杂ZnO薄膜。X射线衍射谱(XRD)和吸收谱中都出现了不同于未掺杂样品的特性,X射线光电子谱(XPS)中也发现了N的受主信号。但是在霍尔效应(Hall-effect)测量中,发现该样品并没有出现预期的p型导电特性,而是出现载流子浓度很高(2.15×10²⁰cm^-3)的n型导电特性。结合XPS结果和理论分析,认为在富Zn条件下生长会导致过量的填隙Zn原子,补偿了全部的受主后,又促使其出现了从半导体-金属的Mott转变。     

Ultraviolet Luminescence in Mg0.12Zn0.88O Alloy Films

We investigate the origin of ultraviolet （UV） emission from Mg0.12 Zn0.88 O alloy thin films with a wurtzite structure fabricated on c-plane Al2O3 substrates by plasma assisted molecular beam epitaxy. At room temperature, the absorption edge and UV emission band of the Mg0.12Zn0.88O film shift to high-energy side compared with ZnO films. Temperature dependence of the photoluminescence spectra shows that the UV emission is composed of free exciton and neutral donor bound exciton emissions. Two-step dissociation processes of the UV emission are observed with the increasing temperature. The thermal quenching mechanism is attributed to the dissociation of the free exciton from the neutral donor bound exciton in the low temperature region and the dissociation of free electron and hole from the free exciton in the high temperature region.     

Si衬底上ZnSe外延膜的低压MOCVD生长

以硒化氢（H2Se）和二甲基锌为源材料，生长温度是300℃时，用低压金属有机化学气相沉积（LP－MOCVD）系统在Si(111)衬底上外延生长了ZnSe薄膜。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜的能量色散（EDS）以及光致发光（PL）实验验证ZnSe外延膜的质量，在X射线衍射谱中只有一个强的ZnSe(111)面衍射峰，这说明外延膜是（111）取向的单晶薄膜，在能量色散谱中除了Si,Zn和Se原子外，没有观测到其他原子，说明ZnSe外延膜中杂质含量较少。ZnSe外延膜中Zn/Se原子比接近1，有较好的化学配比。在ZnSe外延膜的77K光致发光谱中没有观测到与深中心发射相关的发光峰，表明ZnSe外延膜的晶格缺陷密度较小。77K时的近带边发射峰447nm在室温时移至465nm附近。     

宽带Ⅱ-Ⅵ族半导体及其低维结构的生长和光学性质研究进展

本文系自1979年以来，宽带Ⅱ-Ⅵ族半导体研究组取得的主要研究成果的简要介绍。取得的主要研究成果可分为如下六个方面：第一，系统地研究了宽带Ⅱ-Ⅵ族半导体在电场激发下的自由激子发射；第二，创造性地提出并实 利用宽带Ⅱ-Ⅵ族超晶格的室温激子效应来实现在蓝绿区快响应的光学双稳的物理思想；第三，深入研究了宽带Ⅱ-Ⅵ族超晶格中的激子行为以及激子与元激发态的相互作用，为利用激子获得有效蓝色自发和受激发射提供物理基础和实验途径；第四，研究了ZnSe基非对称双量子阱和组合超晶格中激子的隧穿以及激子的自发和受激发射；第五，CdSe和ZnSeS自组装量子点的生长及其形成机理；第六，ZnO薄膜的生长及其紫外发射特性。     

ZnSe单晶质量对其高密度激发发光的影响

用经多次提纯ZnSe原料生长的ZnSe单晶在77K和高密度光激发下观测到了激子—激子(Ex-Ex)散射的P带,随激发密度增加,P带强度增加较快。而在通常的原生ZnSe单晶中只能观测到一个与激子—载流子(Ex—e)散射的E_s′带,观测不到P带。经熔融锌中热处理的ZnSe单晶,在上述激发条件下,也观测到了P带。而且此带强度随热处理时间增加而增强。实验表明,P带的产生不仅与激发密度和温度有关,而且还与单晶质量有关。     

不同激发密度下CdS晶体的光致发光和受激发射

本文主要研究在77-111K温度范围内、不同激发密度的N2激光器的337.1nm谱线激发下,激子-激子(Ex-Ex)、激子-载流子(Ex-e)的相互作用和发射一个LO声子(Ex-1LO)、两个LO声子(Ex-2LO)的自由激子的辐射复合行为.并在77K温度下观测到由Ex-Ex发射产生的受激发射.     

高掺杂Ga对ZnSe:Ga,Cu晶体中深中心发射的影响

本文研究了高掺杂Ga对ZnSe:Ga,Cu晶体中深中心光致发光谱带的影响。首次在高掺杂ZnSe:Ga,Cu中观察到了Cu-G带峰值位置随Ga浓度增大向长波方向移动的现象,并把它归因于高浓度的Ga和Cu相互作用,产生了谱峰为5580Å的新发射带,其半高宽(FWHM)大于Cu-G谱带的半高宽。此外还得到,随着Cu浓度增加,Cu-G带与Cu-R带强度之比减小。文中指出,Ga浓度较低时,ZnSe:Ga,Cu晶体与ZnSe:Cu晶体有相同的Cu深中心发射规律,即随着Cu浓度增大,Cu-G带与Cu-R带的强度比增大,由Cu-R发射带占优势逐渐过渡到Cu-G发射带占优势。     

VPE ZnS_xSe_(1-x)外延膜中的自发和受激辐射

本文首次报道了VPE ZnS_xSe_(1-x)外延膜在77K时起因于激子和激子(Ex—Ex)散射的自发辐射和受激辐射,研究了Ex—Ex散射发光的位置和强度与激发密度的关系,分析了受激辐射的光子能量比自发辐射稍低的原因.     

高能Zn离子注入CaF2基质形成ZnO纳米粒子的机制、构型及电子结构

将高能Zn2+注入到CaF2介电基质中,在CaF2的表面下注入Zn2+浓度呈近似高斯分布,通过氧气氛后经热退火形成ZnO量子点.采用MaterialsStudio和Gaussian98W程序,结合实验结果计算分析了CaF2基质中ZnO纳米粒子的电子结构和光学性质.选取由4个ZnO原胞组成的超晶胞模型计算了ZnO纳米粒子的吸收光谱,理论结果与实验结果相符.对ZnO纳米粒子电子结构的研究结果表明,ZnO纳米粒子与CaF2基质的相互作用主要是ZnO表面的O与基质中Ca之间的作用,这种作用使ZnO纳米晶体的Fermi能级变窄,带隙相应减小;ZnO纳米粒子表面构型的变化对其本征吸收光谱没有影响,理论计算结果与实验值一致.     

Ⅱ－Ⅵ族应变层超晶格的X射线衍射分析

本文报导了用计算机控制的衍射仪（ＣｕＫα辐射）测量的金属有机化学汽相沉淀（ＭＯＣＶＤ）方法生长的Ⅱ－Ⅵ族应变层超晶格的Ｘ射线衍射曲线，观察到了超晶格结构的多级卫星峰，且卫星峰的强度随角度呈周期性变化．对这种卫星峰形成包络的衍射曲线，用Ｘ射线运动学衍射理论进行了分析和讨论，这种讨论有助于理解Ｘ射线衍射曲线中卫星峰的形成．同时用光致发光和包络峰宽度的方法估算了样品的结构参数．