Si Ge量子阱和超晶格的光发射

系统地介绍了近几年来国内外对ＳｉＧｅ量子阱及短周期超晶格光发射的研究现状。由于Ｓｉ，Ｇｅ材料及器件在微电子学领域内的无可比拟的优越性，所以，超过９０％的芯片技术是Ｓｉ基的，然而，由于Ｓｉ，Ｇｅ是间接带隙，载流子跃迁几率小，其光电应用受到很大的限制，为此，人们作出了不懈的努力，并取得了可喜的进展。     

不同晶面与应变状态下Si/Ge应变异质界面的价带能量不连续性

结合应变异质界面能带排列的平均键能理论和形变势方法，确定了三种不同衬底上生长的Ｓｉ／Ｇｅ系统在（００１）和（１１０）两种不同晶面上的价带能量不连续值（Ｅ_v）得出了Ｓｉ／Ｇｅ系统的Ｅ_v值随其衬底Si_1-xGe_x的组分x变化的定量关系结果表明，Ｓｉ／Ｇｅ系统价带平均能量的不连续性（Ｅ_v，ａｖ）基本不随应变状态的不同而变化，而最高价带的Ｅ_v值则表现出对弹性应变的高度敏感性（变化量约达０．５ｅＶ），此效应主要来源于单轴应力对价带结构的影响．Ｓｉ／Ｇｅ系统在（００１）面和（１０）面上的Ｅ_v值略有差别，表现出弱的晶格取向的相关性本文对（００１）面的计算结果与新近的归一保持赝势方法的大型超原胞计算结果以及相关的实验值相当一致． 关键词：     

GexSi1—x／Si应变超晶格雪崩光电探测器的分析与优化设计

对ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ应变超晶格雪崩光电探测器进行了分析与优化设计，优化结构为：ｉ－Ｓｉ雪崩区厚是１．８～２μｍ；ｐ－Ｓｉ区的掺杂浓度是１０＾１８ｃｍ＾－３厚为１７ｎｍ超晶格总厚为３４０ｎｍ，它可探测１．３～１．６μｍ的红外光。     

非晶Si/SiO2超晶格结构的交流电致发光

设计并用磁控溅射方法制备了非晶Ｓｉ／ＳｉＯ２超晶格结构,以高纯多晶Ｓｉ为靶材,当以Ａｒ＋Ｏ２为溅射气氛时,得到ＳｉＯ２膜,仅以Ａｒ为气氛时,得到Ｓｉ膜。重复地开和关Ｏ２气,便交替地得到ＳｉＯ２和Ｓｉ膜。衬底在靶前往返平移,改变平移的速度或者改变溅射的功率,可以控制膜的厚度。通过透民镜的照片可以看出ＳｉＯ２和Ｓｉ膜具有均匀的周期结构,用低角Ｘ－射线反射谱表征了超晶格的周期结构和各层的厚度。透射光谱表     

(Si)n/(Ge)n超晶格几何结构

本文用Keating模型计算了Si_1-xGe_x(x=0—1)作衬底、沿(100)方向生长的(Si)_n/(Ge)_n(n=1—6)应力超晶格的几何结构,并讨论了衬底对超晶格生长的影响,计算结果发现对于(Si)_n/(Ge)_n超晶格,用适当的Si_1-xGe_x作衬底有利于超晶格的生长。 关键词：     

Si／Ge应变层超晶格的椭偏光谱

测量了几种不同组分的（Ｓｉ）Ｍ／（Ｇｅ）Ｎ应变超晶格材料的椭偏光谱（２．０～５．０ｅＶ），并得到了其介电函数谱；应用介电函数的临界点理论，研究了（Ｓｉ）Ｍ／（Ｇｅ）Ｎ应变超晶格材料的光学性质。发现短周期Ｓｉ／Ｇｅ应变超晶格除了具有明显的Ｅ１和Ｅ２带间跃迁外，还存在与应力和超晶格能带的折迭效应有关的跃迁峰，其能量分别位于２．３～３．０ｅＶ和３．３～４．０ｅＶ范围内     

GexSi1—x／Si和Ge／Si应变层超晶格

ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ和Ｇｅ／Ｓｉ应变层超晶格是半导体超晶格中新发展起来的一种类型．本文简要地介绍了这类超晶格在生长和物理特性方面的一些基本问题，列举了它在器件应用方面的例子．给出了共度生长时超晶格的临界厚度值，超晶格中ＧｅｘＳｉ１－ｘ合金层能隙随成分的变化，以及界面处的能带失配值等．最后介绍了由Ｇｅ，Ｓｉ原子层有序排列而组成的新晶体．     

高完整GexSi1-x/Si应变超晶格的X射线双晶衍射研究

本文用X射线双晶衍射技术对分子束外延生长的Ge_xSi_1-x/Si应变超晶格的结构参数进行研究,分别采用X射线运动学理论和动力学理论对超晶格的双晶摆动曲线进行计算模拟,得出超晶格的全部结构参数;并对这两种理论计算模拟的结果进行比较,发现这两种理论计算的结果基本一致,只是在细微结构上略有差别,对高完整Ge_xSi_1-x/Si超晶格,用动力学理论计算的曲线更接近于实验曲线。 关键词：     

应变(Ge)5/(Si)5超晶格的光学增益

本文采用具有驰豫展宽的半导体激光器密度矩阵理论计算了(Ge)5/(Si)5超晶格的线性光增益和异质结激光器的国值电流密度,从理论上定量地比较了(Ge)5/(Si)5超晶格和GaAs体材料的线性光增益和阈值电流密度。     

电场对ZnCdSe-ZnSe应变超晶格光致发光的影响

n=1重空穴激子和施主-受主(D-A)对的光致发光在常压MOCVD生长的Zn0.85Cd0.15Se-ZnSe应变超晶格中被观测到了.激子和施主-受主对发光峰值位置随着增加正向偏置电压都相继产生蓝移和红移.这是由量子限制斯塔克效应引起的,究竟是蓝移还是红移则取决于由肖特基势垒引起的内部自建电场与外加正向电压引起的外电场之间的竞争.     

ELECTROREFLECTANCE SPECTRA OF GexSi1-x/Si STRAINED LAYER MULTIPLE-QUANTUM WELLS

We have investigated the optical transitions above the fundamental gap of a set of Ge_xSi_1-x/Si strained layer multiple-quantum wells by electroreflectance (ER). The sam-ples were grown by molecular beam espitaxy (MBE). The thickness of the strained layer of Ge_xSi_1-x was 5nm with Ge concentration x in the range from 0.4 to 0.5, and the Si barrier layer greater than 16nm. Considering the energy shift caused by strain and quantum well confinement, we were able to clearly recognize the transitions from different quantum well structures associated with the critical points E₀, E′₀, and E₁. The transitions of the critical points E₀ and E′₀, which are very weak in bulk mateials, are apparently enhanced in the quantum well structures.     

半导体应变超晶格结构与界面的X射线双晶衍射研究

本文应用X射线在畸变晶体中的动力学衍射理论,分析了超晶格衍射峰强度分布的规律,计算了应变超晶格中界面变化,层厚波动对双晶摇摆曲线的影响,并初步探讨了超晶格衍射峰之间的小峰消失以及衍射峰宽化的原因,研究表明,衍射峰强度分布依赖于超晶格周期中层厚、成份及应变的综合效果,界面和层厚波动将对摇摆曲线产生一定影响,而晶格弯曲是使衍射峰宽化的主要原因。     

形变Si,Ge中的深能级

对生长在合金衬底上的形变Si或Ge中由替位原子或空位缺陷产生的深能级进行了研究。其中形变体材料的电子结构用经验的紧束缚方法进行计算,缺陷能级采用格林函数法进行计算出。结果表明,晶格中的形变使原来类p的T₂能级发生分裂,其数值随形变的增加而增大。形变还造成Si和Ge的价带顶有较大的上升,从而使某些杂质的缺陷能级由深能级变为共振能级。 关键词：     

ELECTROREFLECTANCE SPECTRA OF GexSi1-x/Si STRAINED LAYER MULTIPLE-QUANTUM WELLS

We have investigated the optical transitions above the fundamental gap of a set of Ge_xSi_1-x/Si strained layer multiple-quantum wells by electroreflectance (ER). The sam-ples were grown by molecular beam espitaxy (MBE). The thickness of the strained layer of Ge_xSi_1-x was 5nm with Ge concentration x in the range from 0.4 to 0.5, and the Si barrier layer greater than 16nm. Considering the energy shift caused by strain and quantum well confinement, we were able to clearly recognize the transitions from different quantum well structures associated with the critical points E₀, E′₀, and E₁. The transitions of the critical points E₀ and E′₀, which are very weak in bulk mateials, are apparently enhanced in the quantum well structures.     

STRUCTURE STUDY OF MODULATION-DOPED Cd1-xMnxTe: In/CdTe STRAINED LAYER MULTIPLE QUANTUM WELLS

The photomodulated reflectivity (PR) spectroscopy of modulation-doped diluted mag-netic semiconductor Cd_1-xMn_xTe: In/CdTe multiple quantum wells has been measured at 20-300K. Several spectral features associated with intersubband transitions have been found. The band structure of Cd_1-xMn_xTe: In/CdTe has been calculated by the Hartree self-consistent method. The results show that the theory is in agreement with experiments. In addition, an abnormal transition intensity ratio of 22H (the second heavy hole subband to the second electroa subband) to 11H (the first heavy hole subband to the first electron subband) caused by electron filled effect has been reported. At low temperature, a feature associated with Fermi level is observed, which has not been reported before.     

Zn0.8Cd0.2Se-ZnSe应变层超晶格的激子发光和受激发射

本文用MOCVD技术在GaAs衬底上成功地制备了具有波导结构的Zn0.8Cd0.2Se-ZnSe应变层超晶格样品,在77K温度的光致发光光谱中观测到n=1的重空穴和轻空穴激子的辐射复合。在光泵浦下,在波导结构的F-P腔中观测到具有多模结构的受激发射,受激发射谱中的不同模具有不同的阈值功率密度;时间延迟衰减曲线的半宽度越窄,阈值光强越大.     

GeSi／Si应变超晶格探测器的制作

介绍ＧｅＳｉ／Ｓｉ应变新材料探测器的制作方法，它不仅与Ｓｉ微电子工艺相兼容，而且还可调节Ｇｅ含量使其禁带宽度满足现代光纤通信器件的要求。