六方碳化硅中的深能级缺陷

文章作者利用深能级瞬态谱(DLTS)，正电子湮灭谱(PAS)和光致荧光谱(PL)等谱分析技术研究了六方碳化硅中具有电活性的深能级缺陷、这些深能级缺陷分别通过不同能量的电子辐照、中子辐照，或氦离子注入等产生．经过研究和分析各种实验测试的相关图谱，作者给出了六方碳化硅中一些重要的深能级缺陷在可控辐照条件下产生和退火行为的研究结果以及这些深能级缺陷相关结构的实验依据．     

ZnO/p-Si异质结的深能级及其对发光的影响

利用深能级瞬态谱(DLTS)和光致发光谱(PL),研究了ZnO/pSi异质结的两种不同温度(850℃,1000℃)退火下的深能级中心。发现850℃退火的样品存在3个明显的深中心,分别为E₁=E_v+0.21eV,E₂=E_v+0.44eV,E₃=E_v+071eV;而1000℃退火样品仅存在一个E₁=E_v+021eV的中心,且其隙态密度要比850℃退火的大。同时,测量了两个样品的PL谱。发现1000℃退火可消除一些影响发光强度的深能级,对改善晶格结构,提高样品的发光强度有利。     

掺Er/Pr的GaN薄膜深能级的研究

利用深能级瞬态谱(DLTS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对GaN以及GaN掺Er/Pr的样品进行了 电学和光学特性分析.研究发现未掺杂的GaN样品只在导带下0.270eV处有一个深能级；GaN注 入Er经900℃,30min退火后的样品出现了四个深能级，能级位置位于导带下0.300 eV,0.188 eV,0.600 eV 和0.410 eV；GaN注入Pr经1050℃,30min退火后的样品同样出现了四个深能级 ，能级位置位于导带下0.280 eV,0.190 eV,0.610 eV 和0.390 eV；对每一个深能级的来源 进行了讨论.光谱研究表明，掺Er的GaN样品经900℃,30min退火后，可以观察到Er的1538nm 处的发光，而且对能量输运和发光过程进行了讨论. 关键词： GaN Er Pr 深能级     

ZnO薄膜微结构变化对光电特性的影响

使用脉冲激光淀积(PLD)技术在n型Si衬底上沉积氧化锌(ZnO)薄膜,在O2气氛下对样品进行了500℃(Sample1,S1),600℃(Sample2,S2),700℃(Sample3,S3)和800℃(Sample4,S4)退火,随后进行了X射线衍射(XRD)谱,椭偏光折射率,热激电流(TSC)和电容-电压(C-V)的测量。研究发现:S1中晶界的电子陷阱由高浓度的深能级杂质(Zni)提供的电子填充,该能级位于ET=EC-0.24±0.08eV。S3中出现与中性施主(D0)有关的深能级中心,其ET=EC-0.13±0.03eV,推测D0的出现与高温氧气条件退火下晶界处形成的复合体缺陷有关。XRD和椭偏光折射率测量结果表明:氧气对ZnO薄膜微结构的修饰是改变ZnO/Si结构光电特性的主要因素。     

ZnO薄膜的椭偏和DLTS特性

用射频磁控溅射在硅衬底上淀积氧化锌薄膜,并对样品分别作氮气、空气、氧气等不同条件下退火处理。为研究退火气氛对ZnO/Si薄膜中缺陷以及折射率的影响,由深能级瞬态谱(DLTS)以及椭偏测量方法进行了检测。椭偏测量结果表明相对原始生长的样品,在氮气和空气退火使ZnO薄膜折射率下降,但氧气中退火使折射率升高。我们对折射率的这种变化机理进行了解释。DLTS测量得到一个与Zni**相关的深能级中心E1存在,氧气气氛退火可以消除E1能级。在氮气退火情况下Zn*i*的存在对抑制VO引起的薄膜折射率下降有利。     

射频磁控溅射法制备ZnO薄膜的绿光发射

用射频磁控溅射法,在硅衬底上制备出具有良好的(002)择优取向的多晶ZnO薄膜。研究了室温下薄膜的光致发光特性,观察到显著的单绿光发射(波长为514nm)峰。在氧气中830℃高温退火后,薄膜结晶质量明显提高,绿光发射峰强度变弱;在真空中830℃高温退火后,绿光发射峰强度增加。绿光发射源于氧空位深施主能级到价带顶的电子跃近。     

退火对常压MOCVD法生长的高结晶性能 ZnO薄膜发光特性的影响

研究了氧气退火和氮气退火对ZnO薄膜发光特性的影响。ZnO膜是采用常压金属有机化学气相沉积（MOCVD）法在蓝宝石（0001）衬底上生长的。原生样品1有一很强的紫外峰及较强的绿光峰（525nm附近）;原生样品2有很强的紫外峰,深能级发光几乎观察不到。然后从不同原生膜上取两块小样品,分别在氧气和氮气中退火,退火温度是400,500,600,700,800℃。结果表明,在700℃以下退火,退火气氛对ZnO膜的深能级发光影响较大;超过700℃后,退火温度对ZnO薄膜的发光影响大,但退火气氛影响不太明显。通过退火对ZnO薄膜发光特性的影响,讨论了ZnO膜中525nm附近绿光峰的起源。     

测量半导体中深中心分布的双相关技术

自1974年D.V.Lang[1]提出深能级瞬态谱技术(DLTS)以来,DLTS已经成为研究半导体中深能级杂质,缺陷(以下统称深中心)的物理性质的广泛使用的有效手段.例如,通过DLTS测量可以得到深中心的浓度、俘获截面、能级位置等.1977年 H.Lefeve和 M.Schulz[2]提出了双相关DLTS技术(DDLTS),采用DDLTS技术可以方便地测量半导体中深中心的分布.测量半导体中深中心的分布在许多问题中是很重要的.例如在研究辐射损伤产生的深中心问题中,如果我们测得各个能级在经过不同温度退火过程后的浓度分布,则可判明哪些能级是属于同一个深中心.又如通过测…     

气源分子束外延生长的InPBi薄膜材料中的深能级中心

利用深能级瞬态谱(DLTS)研究了气源分子束外延(GSMBE)生长的InP1-xBix材料中深能级中心的性质。在未有意掺杂的InP中测量到一个多数载流子深能级中心E1,E1的能级位置为Ec-0.38 e V,俘获截面为1.87×10~(-15)cm~2。在未有意掺杂的InP0.9751Bi0.0249中测量到一个少数载流子深能级中心H1,H1的能级位置为Ev+0.31 eV,俘获截面为2.87×10~(-17)cm~2。深中心E1应该起源于本征反位缺陷PIn,深中心H1可能来源于形成的Bi原子对或者更复杂的与Bi相关的团簇。明确这些缺陷的起源对于InPBi材料在器件应用方面具有重要的意义。     

退火处理对LaAlO_3薄膜发光特性的影响

在室温下,采用射频磁控溅射法在p-Si(100)衬底上制备了铝酸镧(LaAlO3)薄膜,分别在800℃,900℃和950℃下进行退火处理。利用X射线衍射(XRD)仪、原子力显微镜(AFM)、荧光分光光度计等研究了不同温度退火处理对LaAlO3薄膜结构、表面形貌及光学性质的影响。研究结果表明,LaAlO3薄膜样品在900℃开始由非晶向晶体转变,说明高温退火有利于提高结晶质量。光致发光(PL)谱测量发现样品在368,470nm位置处分别出现发光峰,各峰的强度随退火温度的升高逐渐增强,但峰位基本保持不变。根据吸收光谱和缺陷能级图,推测出368nm紫外光峰来源于电子从氧空位形成的缺陷能级到价带顶能级的跃迁,470nm附近的蓝光峰归因于电子从负价AlLa错位缺陷能级到价带顶能级的跃迁。     

氧化钨纳米线气敏传感器的制备及其室温NO_2敏感特性

纳米结构的氧化钨有高比表面积和气体吸附能力,在气体传感器领域得到了广泛研究.本文采用磁控溅射金属钨薄膜和两步热氧化工艺在二氧化硅衬底上生长出氧化钨纳米线.通过改变第二步氧化温度,研究退火温度对氧化钨纳米线气敏特性的影响.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱分析仪和透射射电子显微镜表征材料的微观特性和晶体结构,利用静态配气法测试气敏性能.研究结果表明,经过退火处理后氧化钨纳米线密度略微降低,300℃比400℃退火后的氧化钨结晶性差,对应的表面态含量多,有利于室温气体敏感性.测试NO_2的气敏性能,经过对比得出300℃退火温度下制备的氧化钨纳米线在室温下表现出较很好的气敏响应,对6 ppm(1 ppm=10~(-6))NO_2达到2.5,对检测极限0.5 ppm NO_2响应达1.37.氧化钨纳米线在室温下表现出反常的P型响应,是因为氧化钨纳米线表面被氧气吸附形成反型层,空穴取代电子成为主要载流子所致.     

一维缺陷光子晶体温度的测量

采用Si和SiO₂两种介质材料构造一维缺陷光子晶体,缺陷层介质为Si,利用传输矩阵法对带有缺陷的一维光子晶体的传光特性进行了理论分析,并得到其带隙特性.由于缺陷的存在,使得光子晶体的透射谱中产生缺陷峰.当被测温度变化时,根据两种介质的热光效应和热膨胀效应,光子晶体介质和缺陷层的光学厚度和折射率发生变化,透射谱缺陷峰产生漂移,由缺陷峰的中心波长漂移量得到被测温度的大小.构建了一维缺陷光子晶体测量温度的实验系统,实验结果表明缺陷峰中心波长与光子晶体所受的温度呈线性关系,测量灵敏度为0—2 关键词： 温度测量 一维光子晶体 传输矩阵法 缺陷峰     

低接触电阻率Ni/Ag/Ti/Au反射镜电极的研究

研究了Ag的厚度、退火时间、沉积温度对于Ni/Ag/Ti/Au电极的反射率及与p-GaN欧姆接触性能的影响. 利用分光光度计测量反射率, 采用圆形传输线模型计算比接触电阻率. 结果表明: 随着Ag厚度的增加, Ni/Ag/Ti/Au电极的反射率逐渐增大; 在氧气氛围中, 随着退火时间从1 min增至10 min, 300 ℃退火时, 比接触电阻率持续下降, 而对于400-600 ℃退火, 比接触电阻率先减小后增大; 在300和400 ℃氧气中进行1-10 min 的退火后, Ni/Ag/Ti/Au的反射率变化较小, 退火温度高于400 ℃时, 随着退火时间的增加, 反射率急剧下降; 在400 ℃氧气中3 min退火后, 比接触电阻率可以达到3.6×10^-3 Ω·cm². 此外, 适当提高沉积温度可以增加Ni/Ag/Ti/Au的反射率并降低比接触电阻率, 沉积温度为120 ℃条件下的Ni/Ag/Ti/Au电极在450 nm处反射率达到90.1%, 比接触电阻率为6.4×10^-3 Ω·cm². 综合考虑电学和光学性能, 在沉积温度为120 ℃下蒸镀Ni/Ag/Ti/Au (1/200/100/100 nm)并在400 ℃氧气中进行3 min退火可以得到较优化的电极. 利用此电极制作的垂直结构发光二极管在350 mA电流下的工作电压为2.95 V, 输出光功率为387.1 mW, 电光转换效率达到37.5%.     

GaAsN/GaAs量子阱在1 MeV电子束辐照下的退化规律

为研究GaAsN/GaAs量子阱在电子束辐照下的退化规律与机制,对GaAsN/GaAs量子阱进行了不同注量(1×1015,1×1016 e/cm2)1 MeV电子束辐照和辐照后不同温度退火(650,750,850℃)试验,并结合Mulassis仿真和GaAs能带模型图对其分析讨论。结果表明,随着电子注量的增加,GaAsN/GaAs量子阱光学性能急剧降低,注量为1×1015 e/cm2和1×1016 e/cm2的电子束辐照后,GaAsN/GaAs量子阱PL强度分别衰减为初始值的85%和29%。GaAsN/GaAs量子阱电子辐照后650℃退火5 min,样品PL强度恢复到初始值,材料带隙没有发生变化。GaAsN/GaAs量子阱辐照后750℃和850℃各退火5 min后,样品PL强度随退火温度的升高不断减小,同时N原子外扩散使得样品带隙发生约4 nm蓝移。退火温度升高没有造成带隙更大的蓝移,这是由于进一步的温度升高产生了新的N—As间隙缺陷,抑制了N原子外扩散,同时导致GaAsN/GaAs量子阱光学性能退化。     

Effects of high-dose Ge ion implantation and post-implantation annealing on ZnO thin films

This paper reports that ion implantation to a dose of 1×10¹⁷ ions/cm² was performed on c-axis-orientated ZnO thin films deposited on (0001) sapphire substrates by the sol-gel technique. After ion implantation, the as-implanted ZnO films were annealed in argon ambient at different temperatures from 600-900℃. The effects of ion implantation and post-implantation annealing on the structural and optical properties of the ZnO films were investigated by x-ray diffraction (XRD), photoluminescence (PL). It was found that the intensities of (002) peak and near band edge (NBE) exitonic ultraviolet emission increased with increasing annealing temperature from 600-900℃. The defect related deep level emission (DLE) firstly increased with increasing annealing temperature from 600- 750℃, and then decreased quickly with increasing annealing temperature. The recovery of the intensities of NBE and DLE occurs at \sim 850℃ and \sim 750℃ respectively. The relative PL intensity ratio of NBE to DLE showed that the quality of ZnO films increased continuously with increasing annealing temperature from 600 - 900℃.     

Nd-Ce-Fe-B纳米复合薄膜的磁性及交换耦合作用

采用磁控溅射技术制备了具有永磁特征的Nd-Ce-Fe-B多层纳米复合薄膜,并对其进行了退火处理.通过改变退火温度,研究其对薄膜磁性能和晶体结构的影响.结果表明,随着退火温度的提高薄膜磁性能逐渐增大,但当温度达到695℃以上时,薄膜的磁性能急剧下降.当退火温度为675℃时,薄膜的矫顽力Hci=10.1 kOe(1Oe=79.5775 A/m),垂直于薄膜表面方向的剩余磁化强度4πM_(r⊥)=5.91 kG(1 G=10~3/(4π)A/m).薄膜的X射线衍射结果表明,磁性薄膜具有较好的c轴取向.通过对薄膜磁化反转过程的研究,发现随着外加磁场的增大,M_(rev)的极小值向M_(irr)减小的方向移动,这与畴壁弯曲模型类似,表明在薄膜中存在较强烈的局部钉扎作用,而剩余磁化强度曲线表明这种钉扎作用在薄膜矫顽力机制中并不占支配作用.此外,薄膜的Henkel曲线结果表明在薄膜中存在较强的交换耦合作用,在经过685℃退火的薄膜中磁相互作用更加显著.     

软X射线Mo/B_4C多层膜应力和热稳定性研究

为了实现7nm波段Mo/B4C多层膜反射镜元件的制备,研究了不同退火方式对Mo/B4C多层膜应力和热稳定性的影响。首先,采用直流磁控溅射方法分别基于石英和硅基板制作Mo/B4C多层膜样品,设计周期为3.58nm、周期数为60,Mo膜层厚度与周期的比值为0.4。其次,采用不同的退火方式对所制作的样品进行退火实验,最高退火温度500℃。最后,分别采用X射线掠入射反射、X射线散射和光学干涉仪的方法对退火前后的Mo/B4C多层膜的周期、界面粗糙度和应力进行测试。测试结果表明采用真空退火方式能够有效降低Mo/B4C多层膜的应力,且退火前后Mo/B4C多层膜的周期和界面粗糙度无明显变化,证明Mo/B4C多层膜在500℃以内具有很好的热稳定性。     

Mg/B多层膜退火法中不同制备条件对MgB2超导薄膜性质的影响

用Mg/B多层膜退火的方法制备了一系列MgB₂超导薄膜,研究了退火温度、退火时间和薄膜厚度对于MgB₂薄膜性质的影响.厚度为250 nm的Mg/B多层膜经400 ℃低温退火后已经生成超导相,此厚度薄膜750 ℃下退火20—30 min实现最佳超导转变温度（T_c）.前驱膜分层厚度相同时,随着薄膜厚度减小MgB₂薄膜T_c明显降低,而且较薄的膜T_{c关键词： 2}超导薄膜')" href="#">MgB₂超导薄膜 电子束蒸发 超导成相     

Pd-Si薄膜固相反应的透射电子显微镜研究

本工作利用透射电子显微术研究了Pd-Si薄膜固相反应的初始生成相及生成相Pd₂Si与(111)取向Si衬底的取向关系随Pd膜厚度、退火温度等因素的变化规律。实验结果表明:在衬底保持室温的条件下,Pd沉积到Si(111)上时也能够生成一层外延的Pd₂Si,其厚度足以在常规的选区电子衍射中产生明显的信号。在170℃退火时,Pd-Si反应即可持续到生成200nm厚的外延的Pd₂Si。在Pd膜厚度为400nm的条件下,Pd₂Si与Si(111)衬底的取向关系为[0001]_(Pd2Si)轴织构。 关键词：