In_xGa_(1-x)As/GaAs应变超晶格的X射线双晶衍射研究

本文阐述了一种基于X射线动力学衍射理论的计算机模拟方法,该方法可用于分析超晶格材料的X射线双晶摆动曲线,用模拟计算方法得到了In_xGa_(1-x)As/GaAs应变超晶格的各种结构参数。     

应变Si_(1-x)Ge_x/Si异质结材料的GSMBE生长及X射线双晶衍射研究

用GSMBE（GasSourceMolecularBeamEpitaxy）技术在国内首次研究了应变Si1-xGex／Si异质结材料的生长．并用X射线双晶衍射技术对样品进行了测试分析．对于Si(0.91)Ge(0．09)和Si(0.86)Ge(0.14)单层，其半宽度FWHM分别为100”和202”；对于Si(0.89)Ge(0.11)／Si多量子阱，其卫星峰多达15个以上．三种样品中的GeSi外延层干涉条纹清晰可见．结果表明，用GSMBE技术生长的Si1-xGex／Si异质结材料具有很好的结晶质量以及陡峭的界面．     

In_xGa_(1-x)As/GaAs应变单量子阱结构的静压光致发光研究

在室温和液氮温度下,0-60kbar范围内对In_xGa(1-x)As/GaAs应变单量子阱结构进行了静压光致发光研究.在室温下,量子阱中发光峰随压力的变化是亚线性的,而在液氮温度下是线性的.阱中发光峰的压力系数比GaAs势垒的小约10％左右.发现对应于导带第二子带的发光峰的压力系数略大于第一子带的.此结果与GaAs/Al_xGa_(1-x)As量子阱的情况正好相反.     

InxGa1—xAs／InP应变多量子阱P—i—N结构的GSMBE生长及X射线双晶…

在国产ＣＢＥ设备上，用ＧＳＭＢＥ技术在国内首次生长出了一系列高质量的阱层具有不同Ｉｎ组分的ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＩｎＰ应变多量子阱Ｐ－ｉ－Ｎ结构材料，阱层中的设计Ｉｎ组分从０．３９变化到０．６８，用Ｘ射线双晶衍射对该组样品进行了测试分析，并用Ｘ射线衍射的运动学模型对衍射图样进行了计算机模拟，确定出了该组样品阱层中的Ｉｎ组分，阱宽及垒宽。结果表明，每个样品的ＤＣＸＲＤ衍射图样上均至少可以看到１４个锐     

In_xGa_(1-x)As/InP应变量子阱中激子跃迁能量随In组分的变化

本文研究了ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＩｎＰ应变多量子阱中激子跃迁能量随Ｉｎ组分的变化．用国产ＧＳＭＢＥ设备生长了五个样品，这五个样品的阱宽均为５ｎｍ，垒宽均为２０ｎｍ，唯一的不同之处是阱层中的Ｉｎ组分不同，Ｉｎ组分从０．３９变化到０．６８．用Ｘ射线双晶衍射及计算机模拟确定出了各样品阱层中实际Ｉｎ组分．用光致发光谱（ＰＬ）、吸收谱（ＡＳ）、光伏谱（ＰＶ）确定出了样品中的激子跃迁能量．对量子阱中的激子跃迁能量随Ｉｎ组分的变化进行了理论计算．结果表明：对给定阱宽的量子阱，随着Ｉｎ组分的增大，量子阱中１１Ｈ和１１Ｌ激     

应变In_xGa_(1-x)As/Al_(0.15)Ga_(0.85)As多量子阱的电光双稳

在垂直于异质界面电场存在的情况下,用光电流光谱学研究了分子束外延生长的应变 In_xGa_(1-x)As/Al_0.15Ga_0.85As 多量子阱的光学吸收性质。在体 GaAs 衬底透明的波长范围内,观察了量子限定斯塔克效应。室温下无须去除 GaAs 衬底,显示出自电光效应器件的光学双稳性。     

应变层In_xGa_(1-x)As/GaAs量子阱的光调制反射谱研究

用光调制反射谱(PR)测量了三块应变层 In_xGa_(1-x)As/GaAs 量子阱多重结构样品,每块样品中包含宽度为140、80、50、30和20A的量子阱.在300K和77K的PR谱中观察到各个量子阱的11H和11L光跃迁.根据PR数据用包络函数法进行分析,估算了量子阱中In的成分.在解释300K和77K实验结果时考虑了流体静压形变势常数的温度依赖性.实验和理论最佳符合时求得导带边不连续性在300K为0.7,77K为0.66.     

In_xGa_(1-x)As_yP_(1-y)/InP异质结的X射线衍射研究

本文采用X射线衍射方法测定了在(001)取向的InP衬底上,用LPE法生长的InGaAsP外延层晶格完整性和应变状态,给出了InGaAsP/InP异质结X射线回摆曲线测量方法和测量结果,提出了用普通X射线衍射仪测量外延层晶格失配在实验方法上的改进,从而提供了在没有双晶衍射仪情况下,测量外延层晶格失配的可行途径。     

氯化物法汽相外延生长In_xGa_(1-x)As/InP异质结构的研究

本文对InP衬底上氯化物法、合金源汽相外延生长多元化合物In_xGa_(1-x)As的规律作了研究。给出了In_xGa_(1-x)As外延层组分、生长速率与工艺参数的关系曲线。用电子计算机首次详细分析了合金源的In-Ga/AsCl_3/H_2系统的热力学平衡状态,获得了一系列理论曲线,并作出修正。对本系统生长的In_xGa_(1-x)As的动力学机理作了分析。实验中获得了与InP衬底晶格相匹配、晶体质量良好的In_xGa_(1-x)As外延层。     

In0.63Ga0.37As／InP压应变量子阱的GSMBE生长及特性研究

用ＧＳＭＢＥ方法生长出了高质量的具有不同阱宽（ｌ～１１ｎｍ）的Ｉｎ０．６３Ｇａ０．３７Ａｓ／ＩｎＰ压应变量子阱结构材料．通过双晶Ｘ射线衍射测量及计算机模拟确定了阱层中的Ｉｎ组份．对材料进行了低温光致发光谱测试，确定了压应变量子阱中的激子跃迁能量．半高宽数值表明，量子阱界面具有原子级的平整度．与７ｎｍ和９ｎｍ阱所对应的低温光致发光谱峰的半高宽为４．５ｍｅＶ．     

应变量子阱结构材料X射线双晶衍射摇摆曲线的测试与分析

报告了多薄层质结构材料Ｘ射线衍射模拟摇摆曲线和压应变，张应变量子阱材料的实测摇摆曲线，指出了计算机模拟分析实测摇摆曲线是精确求得失配率，量子阱周期的科学方法，分析和讨论了与失配率，量子阱周期有关的简单计算公式的适用性。     

In_xGa_(1-x)As/GaAs应变超晶格的电子结构

用有效质量理论研究了[001]和[111]方向生长的In_xGa_(1-x)As/GaAs应变超晶格的电子结构.具体计算了价带能级的色散曲线和光吸收曲线.沿[001]方向生长的光吸收曲线与实验进行了比较.内应变使重轻空穴能级发生上升和下降.由于压电效应,[111]方向生长的超晶格应变层内存在很强的内电场(1.5×10~5V/cm),而对[001]方向生长的应变超晶格不产生内电场.     

不同阱宽的In_xGa_(1-X)As/GaAs应变量子阱的压力行为

在77K下测量了不同阱宽(30-160A)的In_xCa_(1-x)As/GaAs应变量子阱的静压下光致发光谱.静压范围为0-60kbar.发现导带第一子带到重空穴第一子带的激子发光峰的压力系数从 160A阱的 9.74meV/kbat增加到 30A 阱的 10.12meV/kbar.计算表明,阱变窄时电子波函数向压力系数较大的势垒层中的逐步扩展是压力系数随阱宽变小而增加的原因之一.在压力超过50kbar后观察到两个与间接跃迁有关的发光峰.     

优化生长的In_xGa_(1-x)As缓冲层上双势垒In_yGa_(1-y)As/Al_zGa_(1-z)As/GaAs/Al_zGa_(1-z)As多量子阱应变状态测量

一种多步生长方法应用于GaAs衬底上的InxGa1-xAs缓冲层的MOCVD生长．在这种InxGa1-xAs缓冲层上生长的InyGa1-yAs／AlzGa1-zAs／GaAs／AlzGa1-xAs双垫垒量子阱材料表现出了很好的晶格特性和光学性质．超晶格的室温光伏谱中出现很强的22H高阶机制吸收峰，表明超晶格界面质量很好．主要应用X射线双晶衍射方法，给出了样品中各层的应变状态．据此，合理地解释了样品的光学测试结果．     

匹配In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP量子阱材料的GSMBE生长及特性分析

在国产CBE设备上，用GSMBE方法首次在国内成功地生长出了具有不同阱宽（1～18nm）的高质量的In0.53Ga0.47As／InP匹配量子阱结构材料，低温光致发光谱测试结果表明：量子阱材料发光谱峰强且锐，每个阱的激子跃迁峰清晰可辨．当阱宽大于6nm时，阱中激子跃迁能量的实验值与理论计算值符合得很好；当阱宽小于6nm时，实验值小于理论值；对阱宽相同的窄阱而言，我们样品的实验值高于Tsang的实验值，当阱宽小于4nm时，阱中激子跃迁谱峰的半高宽小于当量子阱界面起伏一个分子单层时所引起的展宽值，表明量子阱的界面具有原子级的平整度；与1nm阱相应的低温光致     

LP-MOVPE Ga_(1-x)In_xAs/InP量子阱结构材料

本文报道用低压金属有机化合物汽相外延(LP-MOVPE) 的方法生长了晶格匹配的Ga_(1-x)In_4As/InP 量子阱结构材料.X光双晶衍射和透射电子显微镜测量表明多量子阱结构的周期性和界面质量较好、光致发光和光吸收谱的测量都观测到因量子尺寸效应导致的带间跃迁向高能方向的移动.     

InP/In_xGa_(1-x)As异质结构中Zn元素的扩散机制

采用闭管扩散方式实现了Zn元素在晶格匹配InP/In_(0.53)Ga_(0.47)As及晶格失配InP/In_(0.82)Ga_(0.18)AS两种异质结构材料中的P型掺杂,利用二次离子质谱(SIMS)以及扫描电容显微技术(SCM)对Zn在两种材料中的扩散机制进行了研究.SIMS测试表明:Zn元素在晶格失配材料中的扩散速度远大于在晶格匹配材料中的扩散速度,而SCM测试表明:两种材料中的实际PN结深度与SIMS测得的Zn扩散深度之间存在一定的差值,这是由于扩散进入材料中的Zn元素并没有被完全激活,而晶格失配材料中Zn的激活效率相对更低,使得晶格失配材料中Zn元素扩散深度与PN结深度的差值更大.SCM法是一种新颖快捷的半导体结深测试法,对于半导体器件工艺研究具有重要的指导意义.     

用X双晶衍射法研究InGaAs/GaAs量子阱结构

用X射线双晶衍射方法对MBE方法生长的InGaAs/GaAs量子阱结构材料进行了测试分析.结果表明,在材料生长过程中,深能级的引入严重影响了材料的光学特性及界面完整性.通过改变衬底温度、V/Ⅲ速流比等实验条件,得到了质量较好的材料.同时对实验样品的双晶衍射回摆曲线中干涉条纹及峰的劈裂现象进行了理论分析.     

应变Si—xGex／Si异质结材料的GSMBE生长及X射线双晶衍射研究

用ＧＳＭＢＥ技术在国内首次研究了应变Ｓｉ１－ｘ Ｇｅｘ／Ｓｉ异质结材料的生长，并用Ｘ射线双晶线双晶衍射技术对样品进行了测试分析，对于Ｓｉ０．９１Ｇｅ０．０９和Ｓｉ０．８６Ｇｅ０．１４单层，其半宽度ＦＷＨＭ分别为１００〃和２０２〃，对于Ｓｉ０．８９Ｇｅ０．１１／Ｓｉ多量子阱，其卫星峰多达１５个以上，三种样品中的ＧｅＳｉ外延层干涉条纹清晰可见，结果表明，用ＧＳＭＢＥ技术生长的Ｓｉ－ｘＧｅｘ／Ｓｉ异质结     

Ga_(1-x)Al_xAs外延层的X射线双晶衍射

用X射线双晶衍射法测定了在GaAs衬底的(001),(110),(111)和(113)方向上生长的Ga_(1-x)Al_xAs外延层的应力状态。算进了立方晶胞化合物的各向异性的弹力以后,测定了松弛晶格常数以及外延层的组分。本文提出了Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs双异质结构的双晶旋转曲线。它们允许非破坏性地、独立地确定激光结构的两个Ga_(1-x)Al_xAs外延层的铝含量,并且