用正电子研究半导体材料GaSb的缺陷

用正电子寿命谱和符合多普勒技术研究了电子辐照过的GaSb样品．揭示出原牛未掺杂GaSb样品中存在单空位型VGa相关缺陷，具有284ps左右的寿命值．电子辐照能使这种缺陷的浓度增大，使平均寿命值从辐照前的265Ps增大到辐照后的268ps．低温符合多普勒展宽实验结果表明退火后的电子辐照过的原生未掺杂GaSb样品中仍然存在反位缺陷Gasb．掺Zn、Te样品的实验也证实电子辐照在GaSb样品中会引入VGa，284 ps类型的缺陷．     

多晶AlN光学性质研究

运用X射线衍射仪和拉曼光谱仪,测量了物理气相输运(PVT)方法生长的AlN多晶材料的X射线衍射和常温拉曼光谱。常温拉曼光谱研究了晶界、晶面方向与拉曼频率的关系,观察到了E和E峰位基本不随测量位置变化,与晶界无关,但是E1(TO),A1(LO)和Quasi-LO声子峰位却明显与晶界有关,为研究晶粒间、晶粒内应力提供了有效手段。     

4 inch低位错密度InP单晶的VGF生长及性质研究

采用高压垂直温度梯度凝固法(VGF)生长了非掺、掺硫和掺铁的4 inch直径(100)InP单晶,获得的单晶的平均位错密度均小于5000 cm-2.对4 inch InP晶片上进行多点X-射线双晶衍射测试, 其(004)X-射线双晶衍射峰的半峰宽约为30弧秒且分布均匀.与液封直拉法(LEC)相比, VGF-InP单晶生长过程的温度梯度很低,导致其孪晶出现的几率显著增加.然而大量晶体生长结果表明VGF-InP晶锭上出现孪晶后,通常晶体的生长方向仍为(100)方向,这确保从生长的4 inchVGF-InP(100)晶锭上仍能获得相当数量的2~4 inch(100)晶片.由于铁在InP中的分凝系数很小,掺Fe-InP单晶VGF生长过程中容易出现组份过冷,导致多晶生长.通过控制生长温度梯度及掺铁量,可获得较高的掺铁InP单晶成晶率.对VGF-InP单晶的电学性质、位错密度及位错的分布特点、晶体完整性等进行了研究.     

化学气相传输法生长ZnO单晶及性质研究

利用化学气相传输法生长了ZnO单晶.在无籽晶自发成核的条件下,使用碳辅助增强质量传输方法,得到了晶粒尺寸达4mm×10mm的ZnO晶体.利用长有GaN层的蓝宝石晶片作为衬底,得到了直径为30mm、厚2mm左右的ZnO单晶体.比较了不同温度条件下晶体生长的结果并进行热力学过程和现象了分析.用光荧光谱和X射线双晶衍射研究了ZnO晶体的性质.     

半绝缘磷化铟中与非化学配比有关的深能级缺陷

在不同的化学配比条件下制备了半绝缘磷化铟材料,其中包括配比和富铟熔体中的铁掺杂以及磷气氛和磷化铁气氛下高温退火非掺杂晶片.在这些半绝缘磷化铟材料中检测到了与非化学配比有关的深能级缺陷.通过对大量的原生掺铁和非掺退火半绝缘磷化铟材料中的缺陷的研究,发现原生深能级缺陷与材料的电学参数质量密切相关.迁移率低、热稳定性差的掺铁半绝缘磷化铟材料中有大量的能级位于0.1～0.4eV之间的缺陷.高温退火非掺磷化铟抑制了这些缺陷的产生,获得了迁移率高、均匀性好的高质量半绝缘材料.根据这些结果,我们提出了一种通过控制化学配比制备高质量半绝缘磷化铟材料的方法.     

多晶AIN光学性质研究

运用X射线衍射仪和拉曼光谱仪,测量了物理气相输运(PVT)方法生长的AlN多晶材料的X射线衍射和常温拉曼光谱.常温拉曼光谱研究了晶界、晶面方向与拉曼频率的关系,观察到了E和E峰位基本不随测量位置变化,与晶界无关,但是E1(TO),A1(LO)和Quasi－LO声子峰位却明显与晶界有关,为研究晶粒间、晶粒内应力提供了有效手段.     

用正电子研究原生ZnO单晶中的缺陷

利用正电子寿命谱和多普勒展宽谱技术研究了原生ZnO的缺陷结构及其退火效应. 经900 ℃退火之后,正电子寿命实验显示样品中的空位型缺陷基本被消除,其体寿命为180 ps.通过比较原生和退火样品的符合多普勒展宽谱的商谱曲线,两者有相似的峰型,结合寿命谱的相关数据表明原生ZnO中不存在H原子填充Zn空位.     

磷化铟中铁原子替位与填隙的热致转变及其对材料性质的影响

高温退火后掺铁半绝缘(SI)InP单晶转变为n型低阻材料.利用霍尔效应(Hall)，热激电流谱(TSC)，深能级瞬态谱(DLTS)，X射线衍射等方法分别研究了退火前后InP材料的性质和缺陷.结果表明受高温热激发作用部分铁原子由替位转变为填隙，导致InP材料缺少深能级补偿中心而发生导电类型转变.通过比较掺杂、扩散和离子注入过程Fe原子的占位和激活情况分析了这一现象的机理和产生原因. 关键词： 磷化铟 铁激活 退火 半绝缘     

未掺杂SI-InP中缺陷的正电子寿命研究

在 10～ 30 0 K的温度范围内 ,测量了用液封直拉法 (L EC)生长的 n- In P经高温退火后形成的未掺杂SI- In P晶体的正电子寿命谱 .用 PATFIT和 MEL T两种技术分析了正电子寿命谱 .常温下的结果表明 ,SI- In P中存在铟空位 VIn或与杂质的复合体缺陷 .观察到在 10～ 2 2 0 K之间正电子的平均寿命 τm 随温度的升高而减小 ,表明上述缺陷是带负电荷的铟空位 VIn的氢复合体 ;但是在低温下还存在正电子浅捕获态 ,浅捕获中心很可能是反位缺陷 In2 - P ,因此在 2 2 0～ 30 0 K范围内平均寿命τm 随温度的升高而略有上升 .     

无位错Te-GaSb(100)单晶抛光衬底的晶格完整性

采用液封直拉(LEC)法批量生长的直径2英寸(1英寸=2.54 cm)n型Te-GaSb(100)单晶的位错腐蚀坑密度(EPD)通常低于300 cm^-2,达到无位错水平。本文利用X射线摇摆曲线以及倒易空间图(RSM)对这种GaSb单晶抛光衬底的晶格完整性和亚表面损伤情况进行了分析表征,结果表明经过工艺条件优化的化学机械抛光处理,GaSb单晶衬底表面达到原子级光滑,不存在亚表面损伤层。利用分子束外延在这种衬底上可稳定生长出高质量的Ⅱ类超晶格外延材料并呈现出优异的红外探测性能。在此基础上,对CaSb衬底材料的物性、生长制备和衬底加工条件之间的内在关系进行了综合分析。