库仑定律适用条件的探析

库仑定律是高中物理的基础知识和重点知识,而其适用条件则是教学中的难点且容易被忽略的环节.本文运用形象、直观的物理模型来分析、阐述库仑定律成立的3个条件,包括静止与相对运动条件、点电荷条件和真空条件,有利于深化对库仑定律物理本质的理解以及促进学生严谨物理思维的建立.     

Influence of Triangle Structure Defect on the Carrier Lifetime of the 4H-SiC Ultra-Thick Epilayer

Effect of triangle structure defects in a 180-μm-thick as-grown n-type 4H-SiC homoepitaxial layer on the carrier lifetime is quantitatively analyzed, which is grown by a horizontal hot-wall chemical vapor deposition reactor.By microwave photoconductivity decay lifetime measurements and photoluminescence measurements, the results show that the average carrier lifetime of as-grown epilayer across the whole wafer is 2.59μs, while it is no more than 1.34μs near a triangle defect(TD). The scanning transmission electron microscope results show that the triangle structure defects have originated from 3C-SiC polytype and various types of as-grown stacking faults.Compared with the as-grown stacking faults, the 3C-SiC polytype has a great impact on the lifetime. The reduction of TD is essential to increasing the carrier lifetime of the as-grown thick epilayer.     

偏4°4H-SiC同质外延层上新形貌三角形缺陷研究

利用水平热壁CVD方法,基于SiH4-C3 H8-H2生长系统在n型4H-SiC偏4°衬底上进行同质外延生长.通过Nomarski光学显微镜、激光共聚焦显微镜和拉曼散射光谱(Raman),对外延层中的新形貌三角形缺陷——顶端有倒金字塔结构的三角形缺陷(IPRTD)的表面形貌、结构进行了表征,并根据表征结果提出了该新形貌三角形缺陷的产生机理.研究结果表明,IPRTD由3C-SiC晶型构成;在外延生长中,位于IPRTD生长方向上游的位错缺陷所引起的表面吸附原子的2D成核生长是导致3C-SiC晶型出现的主要原因.同时,外延生长过程中,生长速率和氢气刻蚀作用在[1120]和[1100]/[1100]方向上的差异是导致IPRTD顶端具有倒金字塔结构的主要原因.     

低温热处理温度对SiC衬底上CuAlO2薄膜特性的影响

为了解决双极型碳化硅(SiC)功率器件中由于p型SiC在室温下难以完全电离所导致的p+n发射结注入效率低的问题,提出将p型CuAlO₂与n型SiC形成的异质结作为发射结以提高该结的注入效率。本文利用溶胶凝胶(sol-gel)方法,在4H-SiC衬底上制备了CuAlO₂薄膜,研究了低温热处理温度对CuAlO₂薄膜晶体结构、表面形貌、光学特性的影响。结果表明:较高的热处理温度可以促进中间产物CuO的生成,进而在固相反应阶段促进CuAlO₂相的产生,最终制备的CuAlO₂薄膜主要以CuAlO₂相的(012)晶向择优取向。随着低温热处理温度的升高,薄膜的表面均匀致密,空位缺陷含量降低,结晶质量提高。当低温热处理温度为300 ℃时,CuAlO₂薄膜晶粒尺寸约为35 nm。此外,CuAlO₂薄膜在可见光范围内的透过率超过70%,且随着预处理温度升高,薄膜光学带隙略有增加。