离子注入和固相外延制备Si1-x-yGexCy半导体薄膜

用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)生长了200nm的SiGe薄膜,然后将C离子注入SiGe层,经两步热退火处理制备了Si1-x-yGexCy三元合金半导体薄膜.应用卢瑟福背散射(RBS),傅里叶变换红外光谱(FTIR)和高分辨率x射线衍射(HRXRD)研究了薄膜的结构和外延特性.发现C原子基本处于替代位置,C原子的掺入缓解了SiGe层的压应变 关键词： Si1-x-yGexCy薄膜 离子注入 固相外延     

Si1-xCex/Si量子阱发光材料制备及特性研究

在si(100)衬底上用分子束外延成功生长了Si_(1-x)Ge_x/si量子阱发光材料,发现在生长过程中背景杂质含量直接影响材料的发光特性,用光致发光(PL)和卢瑟福背散射(RBS)对样品质量进行标定。在PL测量中观察到合金量子阱带边激子分辨峰,并对发光峰能和峰宽作了讨论。 关键词：     

Si(111)衬底上生长有多缓冲层的六方GaN晶格常数计算和应变分析

利用卢瑟福背散射/沟道技术和高分辨率X射线衍射技术对在Si(111)衬底上利用金属有机化合物气相外延技术(MOVPE)生长有多缓冲层的六方GaN外延膜进行结晶品质计算、晶格常数计算和应变分析. 实验结果表明：GaN外延膜的结晶品质为χ_min=1.54%，已达到完美晶体的结晶品质(χ_min=1%—2%)；GaN外延膜的水平方向和垂直方向晶格常数分别为：a_epi＝0.31903nm，c_epi=0.51837nm，基本达到G 关键词： GaN 高分辨X射线衍射 卢瑟福背散射/沟道 弹性应变     

Si_(1-x)Ce_x/Si量子阱发光材料制备及特性研究

在si(100)衬底上用分子束外延成功生长了Si_(1-x)Ge_x/si量子阱发光材料,发现在生长过程中背景杂质含量直接影响材料的发光特性,用光致发光(PL)和卢瑟福背散射(RBS)对样品质量进行标定。在PL测量中观察到合金量子阱带边激子分辨峰,并对发光峰能和峰宽作了讨论。     

Ga1-xInxNyAs1-y/GaAs量子阱中电子-LO声子的散射率

在有效质量近似下利用打靶法求出Ga_1-xIn_xN_yAs_1-y/GaAs量子阱中的本征能级E_n, 并通过费米黄金规则计算电子-LO声子由第一激发态到基态的散射率和平均散射率随温度、阱宽以及氮(N)和铟(In)组分变化的规律. 计算结果表明: 在In 组分恒定的情况下, 随着N组分的增加, 散射率和平均散射率增加; 在N组分恒定的情况下, 随着In组分的增加, 散射率和平均散射率减小; 随着温度的增加, 在温度较低时散射率和平均散射率随温度的增加变化不大, 在温度较高时随温度的增加而增加; 随着阱宽的增加, 散射率和平均散射率都是先增加到一个最大值, 然后再减小, 最大值出现在阱宽200 Å附近. 计算结果对Ga_1-xIn_xN_yAs_1-y/GaAs量子阱在光电子器件应用方面有一定的指导意义. 关键词： 费米黄金规则 1-xIn_xN_yAs_1-y/GaAs量子阱')" href="#">Ga_1-xIn_xN_yAs_1-y/GaAs量子阱 LO声子 散射率     

梯度铝镓氮缓冲层对氮化镓外延层性质的影响

采用金属有机物化学气相沉积系统在硅面碳化硅衬底的(0001)面上生长氮化铝缓冲层,并通过改变3层梯度铝镓氮(Al_xGa_(1-x)N:x=0.8,0.5,0.2)缓冲层的生长温度和氨气流量,制备出了高质量的氮化镓外延层。分别采用X射线衍射、原子力显微镜、光致发光谱和拉曼光谱对氮化镓外延层进行表征。实验结果表明,随着氮化镓外延层中张应力的降低,样品的晶体质量、表面形貌和光学质量都有显著提高。在最优的梯度铝镓氮缓冲层的生长条件下,氮化镓外延层中的应力值最小,氮化镓(0002)和(1012)面的摇摆曲线半峰宽分别为191 arcsec和243 arcsec,薄膜螺位错密度和刃位错密度分别为7×10~7cm~(-2)和3.1×108cm~(-2),样品表面粗糙度为0.381 nm。这说明梯度铝镓氮缓冲层可以改变氮化镓外延层的应力状态,显著提高氮化镓外延层的晶体质量。     

InGaN/GaN多量子阱的组分确定和晶格常数计算

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术以蓝宝石为衬底在n型GaN单晶层上生长了InGaN/GaN多量子阱结构外延薄膜，利用高分辨X射线衍射(HRXRD)，卢瑟福背散射/沟道(RBS/channeling)，以及光致发光(PL)技术对InGaN/GaN多量子阱结构薄膜分别进行了平均晶格常数计算、In原子替位率计算和In组分的定量分析.研究表明：InGaN/GaN多量子阱的水平和垂直方向平均晶格常数分别为a_epi=0.3195nm，c_epi=0.5198nm，In原子的替位率为99.3%，利用HRXRD和RBS/channeling两种分析技术计算In的组分分别是0.023和0.026，并与样品生长时设定的预期目标相符合，验证了两种实验方法的准确性；而用室温条件下的光致发光谱(PL)来计算InGaN/GaN多量子阱中In的组分是与HRXRD和RBS/channeling的实验结果相差很大，说明用PL测试In组分的方法是不适宜的. 关键词： InGaN/GaN多量子阱 高分辨X射线衍射 卢瑟福背散射/沟道 光致发光     

Si(001)衬底上分子束外延生长Ge0.975Sn0.025合金薄膜

使用低、高温两步法生长的高质量Ge薄膜作为缓冲层,在Si(001)衬底上采用分子束外延法生长出Ge_0.975Sn_0.025合金薄膜.X射线双晶衍射和卢瑟福背散射谱等测试结果表明,Ge_0.975Sn_0.025合金薄膜具有很好的晶体质量,并且没有发生Sn表面分凝.另外,Ge_0.975Sn_0.025合金薄膜在500 ℃下具有很好的热稳定性,有望在Si基光电器件中得到应用. 关键词： GeSn Ge 分子束外延 外延生长     

用卢瑟福背散射/沟道技术及高分辨X射线衍射技术分析不同Al和In含量的AlInGaN薄膜的应变

利用卢瑟福背散射/沟道技术对在蓝宝石衬底上用金属有机化学气相沉积方法生长的有GaN缓冲层(>2μm)的一系列不同Al和In含量的AlInGaN薄膜进行组分及结晶品质的测量；并结合高分辨X射线衍射技术，通过对AlInGaN的对称(0002)面，及非对称(1015)面的θ—2θ扫描及倒空间扫描，可以精确测定AlInGaN外延层的晶格常数及水平和垂直方向的应变.实验结果表明AlInGaN 薄膜中不同含量Al和In对其应变有较大的影响，结合Vegard定理，对这一现象给出了理论的解释. 关键词： AlInGaN 高分辨X射线衍射 卢瑟福背散射/沟道 弹性应变     

Mo/Si体系的离子束混合机制研究

本文采用卢瑟福背散射(RBS)分析技术详细测量了Mo/Si体系在Ar⁺和Xe⁷⁺离子束轰击下界面混合和反应随温度、剂量和剂量率的依赖关系。得到了许多新的结果。结果表明,以前的空位扩散机制、单级联间隙原子扩散机制和热峰模型都不能解释Mo/Si体系的离子束混合。我们结合固体扩散理论提出了间隙原子扩散和反应机制,圆满地解释了实验结果。 关键词：     

Mn42Al50-xFe8+x合金的磁性和磁热效应

研究了Mn₄₂Al_50-xFe_8+x合金的结构、磁性和磁热效应. 通过成分调节, 居里温度T_C在室温附近一宽温区连续可调, 分别为270 K (Mn₄₂Al₄₂Fe₁₆), 341 K (Mn₄₂Al₄₀Fe₁₈)和370 K(Mn₄₂Al₃₈Fe₂₀). 磁化强度在相变温度处发生一陡降, 热磁曲线和等温磁化曲线均未观察到热和磁的滞后, 表明发生一可逆的二级相变. 在各自居里温度附近, 0-5 T的外磁场变化下磁熵变峰值分别为2.48, 2.52和2.40 J·kg^-1·K^-1. Mn_50-xAl_50-yFe_x+y合金的磁熵变峰值虽然与许多优良的磁制冷材料相比并不大, 但是制备该化合物的原材料价格非常低廉, 制备工艺简单, 加工成型也较容易, 化合物本身耐腐蚀性、延展性较好, 且在居里温度附近发生的是可逆的二级相变, 无晶格或结构的变化, 有利于制冷剂的多次循环使用. 关键词： 磁性 磁热效应 二级相变     

高氧空位浓度对金红石TiO2导电性能影响的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了 纯的和不同高氧空位浓度金红石型TiO_2-x (x=0, 0.083, 0.125, 0.167, 0.25)超胞的能带结构分布、态密度分布.同时, 采用局域密度近似+U方法调准了带隙.结果表明, 高氧空位浓度越高, 金红石型TiO₂的最小带隙越变窄、电子有效质量越减小, 自由电子浓度越高, 电子迁移率越低、电导率越低.计算结果与实验结果的变化趋势相符合. 关键词： 高氧空位 2')" href="#">金红石型TiO₂ 电导率 第一性原理     

非理想化学计量比氧化铀的拉曼和红外光谱

测量了七种非理想化学计量比的UO₂+x(0＜x＜0.66)及UO₂和U₃O₇等理想化学计量比氧化铀的拉曼和红外光谱,并进行了对比分析,其中U₃O₇和U₃O₈之间UO₂+x的分子振动光谱为首次报道。拉曼光谱结果显示,随着UO₂+x中x值的增加,UO₂特征峰中的578和1 150 cm-1峰强度快速减弱,当x=0.19时,这两峰基本消失,可视为准完美萤石晶体结构UO₂的标志。445 cm-1峰强度在减弱的同时变宽并偏移,当x=0.32时,该峰已偏移至459 cm-1处,同时在～630 cm-1出现一弱肩峰,这与四方相U₃O₇的特征峰一致。当x≥0.39时,459 cm-1峰发生分裂,在235和754 cm-1处出现新峰并增强,其特征逐渐与正交相的α-U₃O₈接近。但直至x=0.60时,与α-U₃O₈相比其333,397,483和805 cm-1峰仍不突出。红外光谱结果显示,随着UO₂+x中x值的增加,UO₂位于400～570 cm-1区间的强吸收特征谱带逐渐分裂为～421和～515 cm-1两峰并增强,同时UO₂在～700 cm-1的弱吸收峰逐渐消失,～645 cm-1处的肩峰逐渐显现,出现的这三个峰正是U₃O₇的特征红外吸收峰。当x≥0.39时,在744 cm-1出现一强吸收峰并增强,该峰是α-U₃O₈的最强特征峰。但即使x=0.60时,～645 cm-1峰仍然存在,同时～515 cm-1峰也未明显分裂成485和535 cm-1峰,这表明UO_2.60仍处于四方相和正交相的过渡阶段。上述结果表明,随着x值的增加,UO₂+x的晶体结构发生变化,每次变化均在拉曼和红外光谱中得到体现。通过对比各特征峰相对强度和位置的变化情况,可很好区分和表征不同的氧化铀。     

凝胶玻璃中原位合成铕-铽-钆-六氟乙酰丙酮三元配合物的发光性能研究

稀土配合物掺杂无机玻璃的发光性质在光学器件和生物医学等领域有着重要应用,引起人们广泛关注。采用原位合成技术,在凝胶玻璃中合成并光学均匀掺杂了铕-铽-钆-六氟乙酰丙酮(HFA)三元配合物Eu_1/2-xTb_1/2-xGd_2x(HFA)₃(TPPO)2(x=0或1/18;TPPO：三苯基氧化磷);研究了含配合物凝胶玻璃的发光性能及铽、钆离子掺杂对铕离子发光性能的影响。凝胶玻璃显示铕和铽离子的特征发光,并观察到了基于声子支助的钆(周围配体)到铽、铕和铽到铕的能量转移,铕和铽离子的发光强度随测试温度改变而改变,该性质在温度探测器、生物探针、光纤传感器的热敏探针等多种领域具有重要的应用。     

Design of a Resonant-Cavity-Enhanced p-i-n GaN/AlxGa1-xN Photodetector

A resonant-cavity-enhanced p-i-n photodetector has been designed and analyzed to operate at a wavelength of 360 nm based on the Al_xGa_1-xN material system. The novel approach has been adopted of using epitaxial AlN/Al_xGa_1-xN quarter-wave stacks as the distributed Bragg reflector that serves as the front mirror. An Al_xGa_1-xN absorptive filter layer is incorporated to suppress all but one resonant mode to ensure single, narrow-band operation. This device structure is projected to achieve wavelength selective, high speed, and high quantum efficiency operation in the ultraviolet. MOCVD-grown 6 1/2-pair AlN/Al_xGa_1-x     

A theoretical and experimental evaluation of III-nitride solar-blind UV photocathode

We have developed a superior solar-blind ultraviolet (UV) photocathode with an Al_xGa_1-xN photocathode (x ～ 0.45) in semi-transparent mode, and assessed spectra radiant sensitivity related to practical use. Before being grown over a basal plane sapphire substrate by low-pressure metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), a reasonable design was made to the photocathode epitaxy structure, focusing on the Al_xGa_1-xN: Mg active layer, then followed by a comprehensive analysis of the structural and optical characterization. The spectra radiant sensitivity is peaked of 41.395 mA/W at wavelength 257 nm and then decreases by about 3 to 4 decades at 400 nm demonstrating the ability of this photocathode for solar-blind application prospects.     

钛酸锶钡材料在外加电场作用下的拉曼光谱研究

采用传统的固相反应烧结方法制 备Ba_xSr_1-xTiO₃（0.40≤ x ≤0.70）陶瓷,借助于Raman散射光谱,研究了陶瓷样品在不同原位电场作用下Raman振动模式的变化,观察到居里温度附近显著的电场诱导的四方–立方相之间的转变. 结果表明A₁（TO₃）和E（TO₄）两种振动模式与晶体的结构存在密切的联系,这两种模式源于O-Ti-O沿晶格中c轴的方向和ab面内的振动. A₁（TO₃）/E（TO₄）之间Raman峰的相对强度比,随外加场强的增加明显升高,顺电相逐渐转变为铁电相,晶格的畸变越来越明显,其宏观性能上表现为介电常数的降低,可调率的增加. 同时对居里温度附近电场诱导的结构相变对顺电相下介电非线性的贡献进行了探讨. 关键词： 钛酸锶钡 Raman散射光谱 结构相变     

Epitaxial growth of PbTiO3 thin film on (110) NdGaO3 substrate by metalorganic chemical vapor deposition

(001) preferentially oriented PbTiO₃ thin films have been grown on (110) NdGaO₃ substrates by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) under reduced pressure at 650°C. Atomic force microscopy (AFM) surface morphology of the as-deposited film showed the evidence of layer-by-layer growth in the MOCVD process. By using a grazing-angle scattering technique, a highly resolved Raman spectrum of the epitaxial PbTiO₃thin film on perovskite substrate was first time recorded. Other microstructure of the film, such as the element composition, the c-domain percentage and the epitaxial nature, were investigated by Rutherford backscattering spectrometry (RBS), x-ray θ ? 2θ diffraction patterns and x-ray φ scans, respectively. All measurements indicate that NdGaO₃single crystal, which used to be a substrate for the growth of high-T_c superconducting thin films, is also suitable for the growth of high quality PbTiO₃ thin film. This indicates the promising use of the NdGaO₃ for the integration of ferroelectric thin films and superconducting electrodes.     

Chlorination of Si surfaces with gaseous hydrogen chloride at elevated temperatures

Silicon wafers of different orientations were treated with gaseous hydrogen chloride at elevated temperatures in a chemical vapor deposition (CVD) reactor to generate chlorinated surfaces. After the chlorination process, a smooth surface morphology with single layer steps was observed on Si(1 1 1) surfaces. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Rutherford backscattering (RBS) measurements showed that the chlorine coverage is directly affected by the Si surface orientation. The surface chlorine is highly reactive with moisture and alcoholic compounds, which provides a new route for organic molecular functionalization of silicon surfaces.