高x值混晶Hg1-xCdxTe光吸收边的压力效应

采用金刚石对顶砧高压装置,在0—36kbar流体静压力范围和室温条件下测量了高x值的P型碲镉汞混晶Hg_0.3Cd_0.7Te光吸收边及其随压力的变化。300K下Hg_0.3Cd_0.7Te光学能隙的实验值与用经验公式的计算值一致。用最小二乘法拟合不同压力下的实验结果,得到Hg_0.3Cd_0.7Te能隙的一阶压力系数α=8.7×10^-11eV/Pa,与用化学键介电 关键词：     

Hg_(1-x)Cd_xTe的低频吸收带

本文对Hg_(1-x)Cd_xTe的低频吸收带,提出另一种解释。把Hg_(1-x)Cd_xTe作为具有0—25％Cd(或Hg)替位杂质的HgTe(或CdTe)晶体,用格林函数计算含有一个Cd(或Hg)的HgTe(或CdTe)双原子链振动谱,进而讨论Hg_(1-x)Cd_xTe混晶振动模的特性,结果表明Hg_(1-x)Cd_xTe在k→0存在频率不趋于零的声学声子,它们有条件吸收远红外波段的光子,形成低频吸收带。它能说明已报道的实验上观察到的低频吸收带的主要特征,并表明对光学声子存在双模行为的其它混晶,在远红外吸收谱中很可能存在类似的低频吸收带。     

半磁半导体Cd_(1-x)Mn_xTe光吸收边的压力效应

本文研究了室温下1—40kbar流体静压力范围内三元化合物半磁半导体Cd_(1-x)Mn_xTe光吸收边的压力效应。实验结果给出:x<0.5的样品,吸收边随压力增加向高能方向以α=6—8×10~(-3)eV/kbar的速率漂移,并具有10~(-5)/kbar~2量级的二级非线性系数;x≥0.5的样品,表观吸收边随压力增加向低能方向漂移,压力系数为α-5×10~(-3)eV/kbar。高压下所研究的样品均有一从闪锌矿结构到NaCl结构的相变发生。这一相变可以是不可逆的,相变压力与样品组分有关,大致在25—40kbar范围内。根据半导体能带畸变势效应和晶体场理论模型估计了压力系数的理论值,讨论了不同压力系数的物理原因。     

Cd_(x)Hg_(1-x)Te混晶声子谱的远红外光谱研究

在温度4.2—300K和波数15—5OOcm~(-1)的范围内研究了x=0.18到0.45的不同组分的Cd_xHg_(1-x)Te的远红外吸收光谱。除剩余射线吸收带两侧的双声子吸收结构外,实验首次观察到一个位于波数20—50cm~(-1)的低频吸收带。用面间力常数的密度函数法等估计了Cd_xHg_(2-x)Te混晶的声子谱,并将上述低频吸收带归之于混晶导致的无序和“掺杂”诱发TA声子带模吸收效应。     

Hg_(1-x)Cd_xTe材料变温特性的实验研究

对碲镉汞(Hg1-xCdxTe)材料的电学特性进行了变温实验研究.通过变温(80~300 K)霍尔效应测量,研究了Hg1-xCdxTe材料的霍尔系数RH、电导率σ和霍尔迁移率μH的温度依赖关系.结果表明,Hg1-xCdxTe晶体在低温下为p型导电,而在室温下为n型导电.     

用RIXE方法分析红外材料Hg_(1-x)Cd_xTe

利用四川大学原子核科学技术研究所的Van de Graaff质子静电加速器和半导体Si(Li)谱仪,应用PIXE(质子激发X射线发射)分析方法,测定了Hg_(1-x)Cd_xTe样品中微量元素的成份和含量。     

MOCVD外延Hg_(1-x)Cd_xTe/Cd_(1-y)Zn_yTe薄膜的光致发光

利用Raman显微镜系统对两块用MOCVD方法在Cd0 96Zn0 0 4 Te衬底上生长的Hg0 8Cd0 2 Te外延薄膜样品在光谱范围 5 0～ 5 0 0 0cm-1进行了测量 ,在其中的一块样品上首次发现了 1 4 3eV至 1 93eV范围内出现的具有周期结构的光致发光峰 ,该发光峰对应的能带中心位于Hg0 8Cd0 2 Te外延层导带底上方 1 73eV ,在另外一块外延薄膜样品中仅观察到四个Raman散射峰 ,没有周期结构的发光峰。为了分析上述光致发光的起因 ,对两块样品进行了X射线的双晶回摆曲线样品结构分析 ,得出样品在 1 4 3eV至 1 93eV范围的光致发光峰是由于改进MOCVD生长工艺提高了样品的结构质量所致 ,通过分析指出该光致发光峰是来源于Hg0 8Cd0 2 Te外延层中的阴性离子空位的共振能级。     

Hg_(1-x)Cd_xTe梯度带隙薄膜材料生长及红外透射光谱研究

利用气相外延法生长了Hg1-xCdxTe梯度带隙薄膜材料,通过小光点红外透射光谱测试,研究了材料的横向组分波动.利用多层模型和膜系传递矩阵对该薄膜材料的红外透射光谱和气相外延薄膜材料的纵向组分分布进行计算,计算结果与实验吻合,材料纵向组分分布与通过能谱测量的样品截面组分变化趋势一致.用光伏器件的制作工艺,选取气相外延生长的Au掺杂中波材料,制备了10元线列器件,测试结果表明器件性能较好,95K黑体D*λP可达4.20×1011(cm·Hz1/2·W-1).     

Hg_(1-x)Cd_xTe n~+-p光电二极管中的深能级及其电流机构的流体静压力研究

在流体静压力(0—2GPa)下,对Hg_(1-x)Cd_xTe n~+-p光电二极管(x=0.5)室温电学特性进行了实验和理论研究。通过考虑深能级压力效应及其对深能级辅助隧道电流的影响,较好地解释了实验上观察到的p-n结伏安特性在小偏压范围下呈现的“反常”压力关系。由对实验数据的理论拟合得到两个深能级:D_l(=E_v+0.75E_g)和D_l(=E_v+0.5E_g),以及相应的电子寿命和空穴寿命,并得到了未掺杂Hg_(1-x)Cd_xTe中深能级的压力系数。     

Au在Hg_(1-x)Cd_xTe材料中p型掺杂的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Au在Hg1-xCdxTe材料中原位取代Hg的p型掺杂对材料各组分电子结构的影响.通过态密度、形成能和动力学能级的理论分析,系统讨论了分子外延(MBE)和液相外延(LPE)两种生长条件下,Au杂质p型掺杂的稳定性和有效性.结果表明Au原位取代Hg后,Hg1-xCdxTe材料一方面表现出相当好的稳定性,另一方面形成浅杂质能级,是一种有效的p型掺杂剂.讨论了生长气氛对Au在Hg1-xCdxTe(MCT)中p型掺杂效率的影响,发现在MBE生长条件下,富阳离子气氛的所有组分,富Te气氛的0.75x≤1组分以及LPE生长富阳离子条件下的0.75≤x≤1组分的MCT材料中均存在Au杂质的自补偿效应,不适合进行Au的p型掺杂.     

n-Hg_(1-x)Cd_xTe的Shubnikov-de Haas振荡

在T=2.3—24K的温度范围里,研究了不同组分的n-Hg_(1-x)Cd_xTe样品的SdH效应。测量了纵向和横向的磁阻振荡峰,能清晰地分辨n>3的自旋分裂峰。由此计算了n-Hg_(1-x)Cd_xTe的能带参数,讨论了导带的非抛物线性和费密能级随磁场的变化对实验结果的影响。     

Cd_(1-x)Mn_xTe混晶的远红外吸收光谱

本文报道4.2—300K和20—400cm~(-1)范围内不同组份的Cd_(1-x)Mn_xTe混晶远红外声子吸收光谱的研究结果。实验分辨了类CdTe,类MnTe剩余射线带及其TO-LO分裂,首次观察到位于混晶剩余射线吸收区内侧的低频吸收带、低x值情况下的准定域模吸收峰及其两侧的诸双声子吸收带。用缺陷晶格动力学理论估计了准定域模的出现及位置,讨论了其他吸收带的物理起源和判定。     

纤锌矿结构ZnO/Mg_xZn_(1-x)O量子阱中带间光吸收的尺寸效应和三元混晶效应

对于纤锌矿结构ZnO/MgxZn1-xO有限深单量子阱结构,考虑内建电场、导带弯曲及材料掺杂对实际异质结势的影响,利用有限差分法和自洽法数值求解Schr?dinger方程和Poisson方程,获得电子(空穴)的本征能级和本征波函数.进而,采用费米黄金法则讨论带间光吸收的尺寸效应和三元混晶效应.结果表明:三元混晶材料MgxZn1-xO中Mg组分的增加会增强垒层和阱层的内建电场强度,使得电子(空穴)平均位置靠近左(右)垒,导致带间跃迁吸收峰呈指数减小且发生蓝移;ZnO/MgxZn1-xO量子阱带间跃迁吸收峰随阱宽增大而减小,吸收峰发生红移.所得结果可为改善异质结构材料和器件的光电性能提供理论指导,以期获得实际应用所需的光学吸收频谱和波长.     

Ge_(1-x)Si_x混晶声子谱

本文在虚晶背景中嵌入5原子集团,采用Recursion方法计算了Ge_(1-x)Si_x混晶的声子谱,详细分析了振动模式的形成和发展过程。     

p-H_(1-x)Cd_xTe材料中轻空穴的性质研究

通过变磁场霍尔测量方法 ,采用由迁移率谱和多载流子拟合过程相结合的混合电导法 ,在 1 2 - 30 0K范围内 ,获得了两块分子束外延 (MBE)生长的p Hg1-xCdxTe(x =0 2 2 4)样品中的轻、重空穴以及体电子、表面电子的浓度和迁移率 .此外 ,在实验中 ,还直接观察到了轻空穴对电导张量分量的贡献 .实验值不仅具有明确的物理意义 ,而且有助于红外探测器模型的建立 .     

半磁半导体Cd1-xMnxTe光吸收边的压力效应

本文研究了室温下1—40kbar流体静压力范围内三元化合物半磁半导体Cd_1-xMn_xTe光吸收边的压力效应。实验结果给出:x<0.5的样品,吸收边随压力增加向高能方向以α=6—8×10^-3eV/kbar的速率漂移,并具有10^-5/kbar²量级的二级非线性系数;x≥0.5的样品,表观吸收边随压力增加向低能方向漂移,压力系数为α-5×10^-3eV/kbar。高压下所研究的样品均有一从闪锌矿结构到NaCl结构的相变发生。这一相变可以是不可逆的,相变压力与样品组分有关,大致在25—40kbar范围内。根据半导体能带畸变势效应和晶体场理论模型估计了压力系数的理论值,讨论了不同压力系数的物理原因。 关键词：     

Cd_xHg_(1-x)Te混晶的远红外反射光谱和多振子模型

在温度4.2—300K和波数15—450cm~(-1)范围内研究了x=0.18到0.45的不同组份的Cd_xHg_(1-x)Te样品的远红外反射光谱。实验观察到了类CdTe光学声子反射带的精细结构和低组份样品类HgTe反射带的复杂结构,研究了这些结构对组份和温度的关系,并用多振子模型讨论了反射光谱的这种精细结构。 对实验反射光谱用经典的振子匹配方法进行了拟合计算,并从这种拟合运算获得了Cd_(x~-)Hg_(1-x)Te的远红外介电函数谱及其它光学常数和频率的关系。     

层状铁电体Ba_(1-x)Bi_(2+x)Ti_xNb_(2-x)O_9的结构相变研究

本文应用拉曼光谱方法研究了Ba1-xBi2+xTixNb2-xO9的结构相变。与x≠0的情况相比,x=0的情况BaBi2Bn2O9表现出了明确不同的拉曼光谱。前者有与Aurivillius层状铁电体家族的铁电相相似的拉曼光谱。因此认为BaBi2Nb2O9发生了铁电—非铁电相变。此外,用内模方法对层次铁电体Ba1-xBi2+xTixNb2-xO9的拉曼振动模式进行了初步的指认     

La_(0.67)Ca_(0.33)Mn_(1-x)Cr_xO_3(0.0≤x≤0.15)中异常的CMR效应

我们研究了Mn位掺Cr体系La0 .67Ca0 .33Mn1-xCrxO3( 0 .0≤x≤ 0 .15)的磁性和磁电阻性质 ,发现Cr掺杂对居里温度Tc 影响不明显 ,但是导致了反常的电输运和磁电阻行为 ,随着Cr含量的增加 ,起始电阻率峰向低温移动 ,同时电阻率出现一个附加峰 .在磁场作用下 ,两个电阻率峰被强烈压缩 ,导致CMR效应中出现双峰 ,并且CMR效应的温区被极大地拓宽 ,从低温直到接近室温 .这个结果表明 :Mn位元素替代是调节CMR效应的有效方法 .     

n~ InSb/PHg_(1-x)Cd_xTe异质结的液相外延生长及红外探测器

本文报道用水平滑舟系统液相外延制备n~ InSb/PHg_(1-x)Cd_(?)Te异质结.该异质结外延层厚度在15～25μm之间,由电镜扫描分析出外延层和衬底之间的介面平直,组分过渡很徒.采用该异质结能制备3～5μm(x=0.3)、8～14μm(x=0.2)两波段的红外探测器,从介绍的单元器件的性能来看,该材料是红外焦平面列阵研究方面极有希望的膺选对象.