计入衍射几何因子和多重性因子的立方GaN相含量的测定

以回摆法衍射峰的积分强度为基础,提出了X射线衍射分析单晶体时的多重性因子和衍射几何因子的概念,推导出普遍适用的相含量计算公式.利用双晶X射线多功能四圆衍射仪测绘GaN/GaAs(001)外延层中立方相（002）面、{111}面和六角相{100}面的极图和倒易空间Mapping,分析了六角相和立方相微孪晶的各晶面在极图中的分布特征及计算相含量时的多重性因子和衍射几何因子,并根据立方相(002)、立方相微孪晶{111}、六角相{101}和{100}衍射峰的积分强度,求得外延层中立方相微孪晶和六角相的含量.     

立方相GaN外延层的表面起伏和高密度孪晶与六角相

利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)技术研究了低压金属有机化学气相淀积(LP-MOCVD)的立方相GaN/GaAs(001)外延层的表面起伏特征,及其与外延层极性和内部六角相、立方相微孪晶之间的联系.结果表明外延表面存在有大量沿方向延伸的条带状台阶,而表面起伏处对应着高密度的六角相或立方相微孪晶,在表面平整的区域内其密度则较低.{111}_Ga和{111}_N面上形成六角相和微孪晶概率的明显差异是导致外延层表面台阶状起伏特征的根本原因.     

Si(001)衬底上APCVD生长3C-SiC薄膜的微孪晶及含量

利用X射线双晶多功能四圆衍射仪,对在Si(001)衬底上使用常压化学气相方法(APCVD)生长的3C-SiC进行了微孪晶的分析.Φ扫描证明了3C-SiC外延生长于Si衬底上,生长的取向关系为：(001)_3C-SiC//(001)_Si,［111］_3C-SiC//［111］_Si.3C-SiC的{111}极图在χ=15.8°出现了新的衍射,采用六角相{10^{1010}晶面的极图以及孪晶SiC(002)的倒易空间Mapping分析了χ=15.8°处产生的衍射为3C-SiC的孪晶所致,并利用ω扫描估算了孪晶的含量约为1%.     

Growth of AlGaN Epitaxial Film with Chemical Vapour High A1 Content by Metalorganic Deposition

A high-Al-content AlGaN epilayer is grown on a low-temperature-deposited AlN buffer on （0001） sapphire by low pressure metalorganic chemical vapour deposition. The dependence of surface roughness, tilted mosaicity, and twisted mosaicity on the conditions of the AlGaN epilayer deposition is evaluated. An AlGaN epilayer with favourable surface morphology and crystal quality is deposited on a 2Onto low-temperature-deposited AlN buffer at a low V/Ⅲ flow ratio of 783 and at a low reactor pressure of 100 Torr, and the adduct reaction between trimethylaluminium and NH3 is considered.     

Thickness measurement of GaN epilayer using high resolution X-ray diffraction technique

In this paper we propose a new method for measuring the thickness of the GaN epilayer, by using the ratio of the integrated intensity of the GaN epilayer X-ray diffraction peaks to that of the sapphire substrate ones. This ratio shows a linear dependence on the GaN epilayer thickness up to 2 μm. The new method is more accurate and convenient than those of using the relationship between the integrated intensity of GaN epilayer diffraction peaks and the GaN thickness. Besides, it can eliminate the absorption effect of the GaN epilayer.     

GaAs/Si外延层X射线双晶衍射摇摆曲线的动力学模拟和位错密度的测量

利用X射线衍射动力学理论和位错的小角晶界模型,分析了GaAs/Si外延层中位错对X射线双晶衍射摇摆曲线的影响,认为GaAs/Si外延层并不是严格取向一致的完整单晶膜,而是存在着许多小角晶界的镶嵌晶体,并推导出了其中镶嵌块的晶向分布函数和晶格应变分布函数,模拟出了GaAs/Si外延层X射线双晶衍射摇摆曲线,由此曲线计算出了GaAs/Si外延层中的位错密度.同时还得到了Si衬底上GaAs外延层中镶嵌块的大小.为分析高失配外延材料的双晶衍射摇摆曲线提供了新的方法.     

器件参数对GaN基n~+-GaN/i-Al_x Ga_(1-x)N/n~+-GaN结构紫外和红外双色探测器中紫外响应的影响

研究了AlGaN层参数对GaN基n+-GaN/i-AlxGa1-xN/n+-GaN结构紫外和红外双色探测器中紫外响应的影响规律及物理机制.模拟计算发现:降低AlGaN层本底载流子浓度会增加器件的量子效率,当本底载流子浓度不能进一步降低时,可以通过减小AlGaN层的厚度以保证器件的量子效率.在材料生长和器件工艺过程中都应减少界面态.外加较小的反向偏压能大幅度提高紫外量子效率,分析表明,GaN/AlGaN/GaN形成的两个背靠背、方向相反的异质结电场是出现这些现象的根本原因.在实际器件设计中,应该根据需要调节各结构参数,以保证器件的量子效率.     

应用光纤生物传感器测量肿瘤的自体荧光光谱

光纤生物传感器是现代生物传感技术中的一个非常重要的类别。当前,许多以荧光检测为手段的光纤生物传感器已经商品化了,但几乎都是依靠检测荧光指示剂的光强来获取生物信息,而直接利用生物样品的自体荧光光谱来获取生物信息的光纤传感系统却还未上市。利用自行研发的一套三维荧光光谱光纤传感系统对新鲜的人体乳腺组织切片进行了研究,实验结果表明乳腺癌变组织与正常组织的自体荧光光谱的峰位和峰强比值存在明显区别,这是因为癌变组织的生化成分发生了根本改变。尽管其间的规律还需进一步探索,但可以展望,自体荧光光谱技术与光纤生物传感技术的结合有潜力成为人体恶性肿瘤在线原位诊断的有利工具。     

Continuous-Wave Operation of GaN Based Multi-Quantum-Well Laser Diode at Room Temperature

Room-temperature operation of cw GaN based multi-quantum-well laser diodes （LDs） is demonstrated. The LD structure is grown on a sapphire （0001） substrate by metalorganic chemical vapour deposition. A 2.5μm × 800μm ridge waveguide structure is fabricated. The electrical and optical characteristics of the laser diode under direct current injection at room temperature are investigated. The threshold current and voltage of the LD under cw operation are 110mA and 10.5V, respectively. Thermal induced series resistance decrease and emission wavelength red-shift are observed as the injection current is increased. The full width at half maximum for the parallel and perpendicular far field pattern （FFP） are 12° and 32°, respectively.     

GaN横向外延中晶面倾斜的形成机制

采用双晶X射线衍射(DC-XRD)研究蓝宝石(0001)衬底上横向外延GaN层中晶面倾斜的形成原因. 发现横向生长区的GaN在垂直掩模方向上朝SiN_x掩模层弯曲. 采用选择性腐蚀逐渐去掉SiN_x掩模层, 发现XRD中GaN(0002)w扫描衍射峰两侧存在与晶面倾斜有关的衍射信息. 该衍射信息起初为一个很宽的峰, 随着选择性腐蚀的进行, 会先分裂为两个峰, 最后当SiN_x掩模层全部腐蚀掉后, 其中一个衍射峰会消失, 而只剩下一个很窄的峰. 作者证实造成横向外延GaN 中晶面倾斜的原因有两个: 一是由于GaN与掩模层之间界面应力造成的弹性非均匀应变; 另一个是由于GaN中穿透位错的90°转向造成的塑性形变.