B+注入HgCdTe外延材料的红外透射光谱分析

运用多层模型和膜系传递矩阵以及非线性二乘法，模拟了B+注入碲镉汞外延材料的红外透射光谱，结果表明B+注入碲镉汞外延材料的红外透射光谱能够很好地理论再现，并由此获得了结区的自由载流子浓度分布、迁移率、面自由载流子浓度以及折射率和消光系数等相关参量，所得结果与微分Hall法测试的结果是一致的.计算结果也表明B+注入HgCdTe导致红外透射率变化的根本原因是注入层的高载流子浓度的等离子效应改变了该层的折射率和消光系数.     

Hg1-xCdxTe/Cd1-zZnzTe的X射线反射率及半峰全宽的动力学研究

X射线衍射摇摆曲线的计算机模拟是一种获得材料晶体质量参量的有效方法，其中材料本征摇摆曲线的计算是计算机模拟的基础。用X射线动力学理论计算了Hg1-xCdxTe和Cd1-zZnzTe本征反射率曲线，并研究了组分、膜厚分别对本征反射率和半峰全宽的影响。结果表明Hg1-xCdxTe和Cd1-zZnzTe的本征反射率和半峰全宽与材料组分和厚度有明显的依赖关系，且该依赖关系取决于X射线在材料中的散射和吸收的相对强弱。薄膜的厚度也是直接影响本征摇摆曲线峰形、半峰全宽和反射率的重要因素，当薄膜厚度小于穿透深度时，表征本征反射率曲线的各个参量均与薄膜厚度有直接的关系。对于(333)衍射面，碲镉汞材料厚度大于7μm后，本征反射率和半峰全宽将不再发生明显变化。     

可见/近红外超光谱碲镉汞焦平面研究

为了满足可见-近红外波段的高光谱分辨率和高灵敏观测需求, 采用大面阵、低噪声碲镉汞焦平面制备技术和低损伤衬底去除技术, 成功制备了高信噪比大面阵可见/近红外碲镉汞焦平面探测器。无损衬底去除技术采用机械抛光和化学腐蚀相结合的方法, 使焦平面的响应波段拓展至400 nm~2 600 nm。采用信号定量化焦平面测试评价手段对可见/近红外碲镉汞焦平面的性能进行评估, 640×512 25 μm中心距碲镉汞焦平面的波段量子效率可达到88.4%, 信噪比达到287, 有效像元率大于98%, 能够获得清晰的可见和近红外波段图像。     

HgCdTe外延薄膜临界厚度的理论分析

基于在任意坐标系内应力与应变的关系、晶体弹性理论和位错滑移理论，研究了生长方向分别为［111］和［211］晶向，HgCdTe外延薄膜临界厚度与CdZnTe衬底中Zn组分和HgCdTe外延层中Cd组分的关系. 结果表明，HgCdTe外延薄膜临界厚度依赖于CdZnTe衬底中Zn组分和HgCdTe外延层中Cd组分的变化. 对于厚度为10μm，生长方向为［111］晶向的液相外延HgCdTe薄膜，要确保HgCdTe/CdZnTe无界面失配位错的前提条件，是CdZnTe衬底中Zn组分和HgCdTe外延层中Cd组分的波动必须分别在±0.225‰和±5‰范围内；而对于相同厚度，生长方向为［211］晶向的分子束外延HgCdTe薄膜，CdZnTe衬底中Zn组分和HgCdTe外延层中Cd组分的波动范围分别为±0.2‰和±4‰. 关键词： HgCdTe/CdZnTe 临界厚度 位错滑移理论 失配位错     

磷化铟高电子迁移率晶体管外延结构材料抗电子辐照加固设计

为研究磷化铟高电子迁移率晶体管(InP HEMT)外延结构材料的抗电子辐照加固设计的效果,本文采用气态源分子束外延法制备了系列InP HEMT外延结构材料.针对不同外延结构材料开展了1.5 MeV电子束辐照试验,在辐照注量为2×10¹⁵ cm^-2条件下,并测试了InP HEMT外延结构材料二维电子气辐照前后的电学特性,获得了辐照前后不同外延结构InP HEMT材料二维电子气归一化浓度和电子迁移率随外延参数的变化规律,分析了InP HEMT二维电子气辐射损伤与Si-δ掺杂浓度、InGaAs沟道厚度和沟道In组分以及隔离层厚度等结构参数的关系.结果表明:Si-δ掺杂浓度越大,隔离层厚度较薄,InGaAs沟道厚度较大,沟道In组分低的InP HEMT外延结构二维电子气辐射损伤相对较低,具有更强的抗电子辐照能力.经分析原因如下:1)电子束与材料晶格发生能量传递,破坏晶格完整性,且在沟道异质界面引入辐射诱导缺陷,增加复合中心密度,散射增强导致二维电子气迁移率和浓度降低;2)高浓度Si-δ掺杂和薄隔离层有利于提高量子阱二维电子气浓度,降低二维电子气受辐射...     

HgCdTe液相外延薄膜组分分布和内波的产生

液相外延生长中的外延层晶体表面会出现波纹,大大降低了晶体的成材率.本文通过实验测量了同-HgCdTe外延薄膜在不同层厚时的红外透射光谱,证明在外延生长后期的相变层中存在分层流,正是分层流中的内波固化造成了外延层晶体表面的波纹.数学模型和量级估计很好地支持了外延生长中的内波成因论,指出固液密度梯度决定的分层流本征频率N、上下液层相对密度比σ对波纹的产生有决定性影响.     

Hg1－xCdxTe分子束外延薄膜晶格参数与组分关系的研究

高分辨率x射线衍射技术被应用于Hg_1-xCd_xTe分子束外延薄膜晶格 参数的测量及其晶格应变状态的研究，研究发现Hg_1-xCd_xTe分子束外延薄膜 内既存在正应变也存在剪切应变. 通过应用晶体弹性理论，对Hg_1-xCd_x Te分子束外延薄膜的应变状态进行了定量的分析与计算，获得了Hg_1-xCd _xTe 分子束外延薄膜在完全弛豫状态下的晶格参数，从而得到了Hg_1-xCd_xTe分子束外延薄膜晶格参数与组分的关系，该关系符合Vegard’s定律，而不是早期研究所给出的Hig gins公式. 研究还发现，根据对称衍射测量所得到的(224)晶面间距，可直接计算出Hg _1-xCd_xTe分子束外延薄膜晶格参数，并用Vegard’s定律确定组分的方 法，可作为估算Hg_1-xCd_xTe分子束外延材料组分的常规技术，其 组分的测量误差在0.01左右. 关键词： 1-xCd_xTe薄膜')" href="#">Hg_1-xCd_xTe薄膜 晶格参数 组分 应变     

Microwave Response of Bi2Sr2CaCu2O8+δ Surface Intrinsic Josephson Junctions with Bending Pancake Vortices

We study the microwave response of surface intrinsic Josephson junctions on Bi2Sr2 CaCu2O8＋δ, in which bending pancake vortex lines are introduced in a controllable way. It is found that the bending vortices can greatly influence the response. In some cases, typical Shapiro steps that lie far above the quasiparticle branch are observed, with the step interval satisfying the Josephson relation and their amplitude versus the square root of microwave power following the Bessel function behaviour. In the other cases, current steps that lie on the quasiparticle branch are observed, but only one or two steps appear at the same time under the variation of the microwave power.     

HgCdTe组分不均性对X射线反射率的影响

本征反射率是X射线衍射摇摆曲线计算机模拟的基础。用X射线动力学理论研究了组分不均匀对HgCdTe材料X射线反射率的影响。研究结果表明,横向组分不均匀性直接影响摇摆曲线的峰形,峰值反射率和半峰全宽随组分不均匀的增大而分别减小和增大,且与组分不均匀性的均方差近似成指数关系,但其积分反射率却基本保持不变;采用多层模型对具有线性组分梯度的HgCdTe半导体材料反射率的计算结果则表明,纵向组分梯度除导致反射率峰值强度下降外,还会引起摇摆曲线产生单边干涉效应,摇摆曲线的半峰全宽和干涉峰间距随组分梯度的增加而增大,而干涉峰间距与干涉周期之间的关系则随组分梯度的增加其偏离线性的程度增大。     

HgCdTe反型层的磁输运性质

利用成本低廉的液相外延技术, 成功制备了具有金属-绝缘体-半导体结构的HgCdTe场效应管器件. 在该器件中, 观察到清晰的Shubnikov-de Hass振荡和量子霍尔平台, 证明样品具有较高的质量. 测量零场附近的磁阻曲线, 在HgCdTe-基器件中观察到反弱局域效应, 表明样品中存在较强的自旋-轨道耦合作用. 利用Iordanskii-Lyanda-Pikus理论, 很好地拟合了反弱局域曲线. 由拟合得到的自旋分裂能随电子浓度的增大而增大, 最大达到9.06 meV. 根据自旋分裂能得到的自旋-轨道耦合系数同样随电子浓度的增大而增大, 与沟道较宽的量子阱中所得到的结果相反.