半绝缘GaAs的欧姆接触电极材料Ag/Co掺杂的非晶碳膜制备与检测

稳定的欧姆接触对半导体器件的正常工作起到至关重要的作用.目前市场上主要采用金/金锗镍合金作为n型GaAs的电极材料,工艺复杂,成本高昂.本文研究了一种新型的、廉价的适用于半绝缘GaAs的欧姆接触电极材料Ag/Co掺杂的非晶碳膜及其制备过程,以便于读者对半导体器件的制备工艺和流程有所了解.     

n型GaAs欧姆接触电极制备工艺

目前,n型GaAs欧姆接触电极的制备方法以蒸镀法为主,然而该方法具有设备价格高、浪费电极材料的缺点。本文采用离子溅射法制备了n型GaAs的欧姆接触电极AuGeNi/Au,通过优化制备过程,可获得表面光滑平整、成分均匀无偏析的电极层。400 ℃氩气气氛下退火处理后,电极与GaAs之间由肖特基接触变为欧姆接触,极间电阻降为原来的1/20。退火温度在400~500 ℃时可得到很小的比接触电阻率(10^-6 Ω·cm²),有利于半导体器件工作稳定性的提高,降低能耗。退火温度低于400 ℃或高于500 ℃后比接触电阻率都较大,这分别与欧姆接触未形成以及Au-Ge合金的“球聚”有关。该制备方法和过程的优点为:设备成本低、流程简便、节省电极材料,具有良好的经济效益和实用价值,适合科研实验室使用。     

二维三角格点系统中的拓扑陈数

利用紧束缚模型对二维三角周期格点中各能带的陈数分布进行研究.通过严格对角化方法得到体系能量本征值和对应的本征态，再利用Kubo公式计算出量子化的霍尔电导、态密度及各扩展态对应的陈数.在傅里叶变换下将哈密顿量转换到k空间从而得到体系的能谱分布.研究表明：次近邻格点之间的跳跃积分t'的不同取值影响体系各能带对应的陈数分布，计算得到当t'=1/2时体系三个能带从低到高对应的陈数分布为{-4，5，-1}，t'=-1/2时其对应陈数分布变化为{2，-4，2}，而t'=±1/4时对应的陈数分布都为{2，-1，-1}.同时发现：能谱帯隙的宽度和对应霍尔平台的宽度一致，并且k空间的能带越平坦，其对应的在霍尔电导跳跃处的态密度峰就越高越尖锐，而该处霍尔电导跳跃就越陡峭.     

Sm3+掺杂Na0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷的发光性能及热稳定性研究

采用传统的固相烧结法,制备了一系列的Sm3掺杂Na0.5Bi0.5TiO3无铅压电陶瓷(NBT∶ xSm3,0.005≤x≤0.04).利用X射线衍射仪和荧光分光光度计分别对NBT∶ xSm3+陶瓷样品的物相结构和光致发光性能以及热稳定性进行了分析.结果 表明,所有样品均为纯的三方钙钛矿结构.样品的激发光谱在480 nm有很强的激发峰,与蓝光LED芯片匹配.发射光谱包含位于563 nm、597 nm、645 nm、709 nm处的四个发射峰,分别归属于Sm3+的4G5/2→6HJ/2(J=5、7、9、11)跃迁,其中发射主峰位于597 nm,呈现橙红色发光.当Sm3+含量为0.02 mol时发光性能最佳.当温度范围在30 ～210℃之间时,NBT∶0.02Sm3陶瓷样品的发光性能具有良好的热稳定性     

铝/铁掺杂的非晶碳/铝结构的电致电阻效应研究

采用脉冲激光沉积方法在石英玻璃衬底上沉积铁掺杂的非晶碳膜(a-C:Fe),然后使用真空热蒸发设备在膜上镀铝(Al)电极层,形成Al/a-C:Fe/Al结构的器件.该器件在±5 V测试电压范围内显示出可逆电致电阻效应,具有较好的开关电压、开关比等参数,可用作电阻型随机存储器.     

Er3+单掺与Er3+/Yb3+共掺NBT-CT无铅压电陶瓷的上转换发光性能研究

采用固相烧结法制备一系列Er³⁺单掺与Er³⁺/Yb³⁺共掺0.96Na_0.5Bi_0.5TiO₃-0.04CaTiO₃(NBT-CT∶xEr³⁺/yYb³⁺,x=0.002~0.015,y=0.010)无铅压电陶瓷。通过X射线衍射仪和荧光光谱仪分别对样品的物相结构和上转换发光特性进行表征和分析。结果表明,样品的主晶相为NBT晶相。在波长为980 nm的近红外光激发下,Er³⁺单掺与Er³⁺/Yb³⁺共掺NBT-CT陶瓷均呈现强的以绿光为主的Er³⁺特征上转换发光。在NBT-CT∶xEr³⁺中,当x=0.010时上转换发光性能最佳;Yb³⁺能够起到敏化作用,明显增强Er³⁺的上转换发光强度。     

Si缓冲层的生长温度对SiGe组分、结构的影响

利用同步辐射X射线高分辨衍射、掠入射表面衍射、原子力显微镜、电子显微镜等手段研究了SiGe外延层的生长质量、组分与作为缓冲层Si的生长温度之间的关系. 研究表明, 在外延薄膜中Ge的含量为32±2%; 当Si缓冲层生长温度在400—500\textcelsius范围内, SiGe外延层质量高, 没有生长位错出现. X射线反射及原子力显微镜则显示对应最光滑的SiGe外延层表面的Si缓冲层的生长温度为450\textcelsius, 相应的表面粗糙度仅为大约15\AA.     

磷/硼共掺杂纳米硅的微观结构与光电性质

采用射频(RF)等离子体增强化学气相沉积系统制备了硅/二氧化硅多层膜样品,在异质结限制性晶化作用下得到了尺寸均匀的磷/硼共掺杂纳米硅。通过拉曼光谱(Raman)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了磷/硼共掺杂纳米硅/二氧化硅多层膜的微观结构和杂质的分布特点。低温电子顺磁共振(EPR)结果表明,磷、硼杂质可以改变纳米硅的表面化学结构并充分钝化表面处的非辐射复合缺陷。Hall效应测试发现磷和硼杂质可替位式地掺入到纳米硅的内部,且磷杂质具有更高的掺杂效率;通过改变磷硼杂质的掺杂比例可以调控纳米硅的导电类型和载流子浓度。在小尺寸磷/硼共掺杂纳米硅中获得了1 200 nm处满足光通信波段的近红外发光,并通过调控磷的掺杂浓度实现了近红外发光的增强。通过时间分辨荧光光谱测试,结合EPR结果探讨了磷掺杂对纳米硅内部辐射复合和非辐射复合过程的调控使1 200 nm发光增强的物理机制。     

Microstructural stability of NiO-containing spin valves annealed at room temperatur

Microstructure of NiO-containing Co/Cu/Co spin valves （CCC-SV） annealed at room temperature for nearly four years has been studied by synchrotron radiation X-ray diffraction. With the annealing time expanding, the thickness of each sub-layer remains nearly unchanged while the interface roughness varies obviously compared with that of samples without annealing. The roughness at the interface of NiO/Co decreases with the annealing time increasing for both of the samples with NiO layer on the top （TSV） and under the bottom （BSV） of CCC-SV. On the other hand, the roughness at Co/Cu interface increases with the annealing time expanding for BSV while it decreases for TSV. These results indicate that the structure of TSV is more stable than that of BSV.     

High resolution X-ray diffraction investigation of epitaxially grown SrTiO3 thin films by laser-MBE

SrTiO3 thin films are epitaxially grown on DyScO3, LaAlO3 substrates with/without buffer layers of DyScO3 and SrRuO3 using laser-MBE. X-ray diffraction methods, such as high resolution X-ray diffraction, grazing incident X-ray diffraction, and reciprocal space mapping are used to investigate the lattice structure, dislocation density, in-plane lattice strain distribution along film thickness. From the measurement results, the effects of substrate on film lattice quality and microstructure are discussed.