分子束外延生长GaN薄膜的新方法

GaN是一种宽禁带半导体材料,非常适合于制作从蓝光到近紫外波段的光电器件,它也是Ⅱ-V族含氮化合物中研究得最充分的材料,近年来在国际上受到很大重视.在材料制备方面初步解决了p型掺杂的困难,从而制成了高功率的发光二极管. 目前生长GaN比较成功的方法是使用有机气体氮源的金属有机物化学汽相淀积.但它所生成的是纤锌矿(六角)结构,而且是生长在蓝宝石衬底上.生长温度也高达1000℃.要使得GaN材料有可能实用,需要采用低温生长的分子束外延(MBE)技术,并在GaAs,Si等半导体衬底上生长出闪锌矿(立方)结构的GaN薄膜.这样才有可能最终解决p型…     

GaAs(001)衬底上分子束外延生长立方和六方GaN薄膜

采用分子束外延方法在GaAs(001)衬底上生长出了03微米厚的GaN薄膜,X射线双晶衍射和室温光荧光测试结果表明,采用GaAs氮化表面作为成核层可获得高纯度立方GaN薄膜而采用AlAs氮化表面作为成核层可获得高纯度六方GaN薄膜.这一研究结果表明在GaAs衬底上生长GaN薄膜的相结构可以通过选择不同的成核层来控制. 关键词：     

分子束外延生长SiGe合金中位错密度的研究

Schimmel腐蚀液腐蚀结合高倍光学显微镜观察发现，不同尺寸的掩膜窗内生长的SiGe外延层中的位错密度在整个外延层中从SiGe/Si界面到SiGe外延层表面由少到多，再由多到少明显地分成3个区，无掩膜窗限制的大面积区内的SiGe层则只呈现2个区，掩膜材料与掩膜窗尺寸不同，这3个区的位错密度也不同，掩膜形成过程中产生的应力对衬底晶格的影响，以及掩膜边界对衬底与外延层的影响是造成这种不同的根本原因。     

分子束外延生长Sb薄膜及其量子尺寸效应

在GaAs(001)衬底上，用分子束外延生长Sb(111)薄膜，用反射式高能电子衍射仪原位监控生长过程，用透射电子显微镜观察薄膜结构，并用van der Pauw方法测量了电阻率随生长温度的变化，观察到Sb薄膜半金属/半导体转变及其量子尺寸效应． 关键词：     

用激光分子束外延在Si衬底上外延生长高质量的TiN薄膜

采用激光分子束外延技术,利用两步法,在Si单晶衬底上成功地外延生长出TiN薄膜材料.原子力显微镜分析结果显示, TiN薄膜材料表面光滑,在10 μm×10 μm范围内,均方根粗糙度为0842nm.霍耳效应测量结果显示,TiN薄膜在室温条件下的电阻率为36×10^-5Ω·cm,迁移率达到5830 cm²/V·S,表明TiN薄膜材料是一种优良的电极材料.X射线θ—2θ扫描结果和很高的迁移率均表明,高质量的TiN薄膜材料被外延在Si衬底 关键词： 激光分子束外延 TiN单晶薄膜 外延生长     

用激光分子束外延在Si衬底上外延生长高质量的TiN薄膜

采用激光分子束外延技术，利用两步法，在Si单晶衬底上成功地外延生长出TiN薄膜材料.原子力显微镜分析结果显示， TiN薄膜材料表面光滑，在10 μm×10 μm范围内，均方根粗糙度为0842nm.霍耳效应测量结果显示，TiN薄膜在室温条件下的电阻率为36×10^-5Ω·cm，迁移率达到5830 cm²/V·S，表明TiN薄膜材料是一种优良的电极材料.X射线θ—2θ扫描结果和很高的迁移率均表明，高质量的TiN薄膜材料被外延在Si衬底     

GaAs均匀点状结构的分子束外延图形生长

报道了在(311)A腐蚀图形衬底上，用分子束外延(MBE)生长高度规则的三种点状结构的实验研究.样品表面的原子力显微镜和剖面的扫描电子显微镜测试结果表明，在不同尺寸的方形凹面腐蚀图形区域，原凹面之间形成了沿［233］晶向不完全和完全收缩的尖角形点状外延结构；而在方形台面腐蚀图形区域，台顶面之间形成了沿［233］方向收缩的脊形点状结构.分析认为这些均匀有序的三角形点状结构的形成是由非平面(311)A衬底上生长各向异性导致的必然结果，而构成这些点结构的晶面取向与原图形的取向相关.低温阴极荧光谱测试结果清晰地表 关键词：     

用等离子体辅助分子束外延生长氧化锌单晶薄膜

利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)方法,通过优化生长条件,在c平面蓝宝石(Al_2O_3)上生长出氧化锌(ZnO)单晶薄膜。使用反射式高能衍射仪(RHEED)原位监测到样品表面十分平整,X射线摇摆曲线(XRC)测得ZnO薄膜的<002>取向半峰全宽为0.20°,证实为ZnO单晶薄膜。室温下吸收谱(ABS)和光致发光(PL)谱显示了较强的激子吸收和发射,且无深能级(DL)发光。电学性能测量表明,生长的ZnO为n型半导体,室温下载流于浓度为7×10~(16) cm~(-3),与体单晶ZnO中的载流子浓度相当。     

晶体缺陷规范场中的刃位错

本文用位错连续分布方法表出了刃位错所产生的应变和应力场,得到了刃位错芯区内、外的应力场,位错芯区的无限小位错分布用缺陷规范场表出,并在一定规范条件下求解了位错规范场,在刃位错芯区外,其应力场与Volterra位错的应力场完全一样,而在芯区内,当r趋于零,刃位错的应力场为有限,消除了应力的奇异性。 关键词：     

ELECTRONIC AND OPTICAL PROPERTIES OF STRAINED WURTZITE GaN

Band structures of wurtzite GaN (α-GaN) under strains in the region -5%—5% are calculated in a tight-binding framework. The empirical scaling rule has been used for considering the effects of hydroatatic strains. The scaling indexes are determined by fitting the deformation-potential constants with other theoretical values. The band gap at Γ point increases with the absolute value of strains. GaN turns to be of indirect band gap when strains reach 5 %. The density of states and the imaginary part of dialectic function (ε₂(ω)) are studied. Both the shape and energy position of the highest peak in the ε₂(ω) spectrum successively change with the strains. The real part of dielectric/unction, refractive index and the effects of the strains on them are also shown.     

LATTICE DYNAMICS OF WURTZITE SEMICONDUCTORS GaN AND AlN

The lattice dynamics of wurtzite GaN and AlN is studied within the framework of a rigid-ion model. Short-range interactions up to the third nearest neighbors are described by using a valence-force-field potential and the long-range Coulomb interactions between ions are calculated via an Ewald summation. Phonon dispersion curves, density of states and specific heats are presented.     

氮化镓外延单晶中束缚激子辐射复合的偏振特性

研究发现,氮化镓外延单晶中束缚于中性施主中心和受主中心上的束缚激子BED°和BEA°的复合发光,具有偏振特性。这种偏振特性,会随激发光的强度发生变化。当激发光的强度在104W/cm2和106W/cm2间变化时,偏振度首先以二次方的规律随激发光强的增强而增加,而后超于饱和。本文首先用单轴晶体中介电函数的各向异性解释了荧光固有偏振度的起因,继而采用束缚激子间相互作用的电偶极子模型解释了荧光偏振度随激发光光强的变化规律。     

外延生长条件对GaN形貌影响的研究

在Ga-HCl-NH3-Ar系统中,做了多种生长参量变化对GaN晶体形貌影响的规律实验。结果表明,在其它生长条件固定的情况下,HCl的流量在15.8～21ml/min的范围内时,GaN晶体表面的生长坑大小与深度随HCl流量的增加而增大,反之则减小。而当HCl流量小于15.8ml/min时,生长的GaN膜逐渐成为多坑与多晶状。当大于21ml/min时,GaN膜的表面则逐渐出现丘锥体及多晶。经霍耳测量,样片的电子迁移率平均在116cm2/V·s左右,最高的可达462cm2/V·s。在HCl流量15.8～21ml/min的范围内,能重复生长出理想的n-GaN。     

二相介质中的运动位错

本文考虑二相介质中与平面相界平行的匀速运动直线位错。采用了与位错相对静止的运动坐标系,在此坐标系中推广位错各向异性弹性理论的普遍方法,并利用弹性力学中的格林函数方法处理相界面,计算得到此位错在介质中所产生的总弹性场,以及其所受到的“像力”。本文所提出的理论方法有一般的适用性,结果可以用于考虑此位错与其它缺陷的相互作用,以及二相介质的力学性质。 关键词：     

β—SiC外延层中晶体缺陷的观察

用腐蚀法研究了β-SiC外延层中的晶体缺陷。腐蚀剂为熔融氢氧化钾。三角形尖底蚀坑对应于位错。在β-SiC中的全位错为立方晶系的73°位错和60°位错。不同堆垛方式的β-siC生长层相遇时将形成{111}交界层错,其腐蚀图象为平行于<110>方向的直线。60°位错可分解为两个1/6<112>SchockLey不全位错,并夹着一片{111}层错构成扩展位错。三个1/6<110>压杆位错与三片{111}层错可构成层错锥体。正、反堆垛的β-SiC可形成尖晶石律双晶,双晶面为(111)。腐蚀法和X射线劳厄法证实了这种双晶的存在。 关键词：     

高纯铝中的反常位错内耗

本文对高纯铝的应变时效内耗行为以及所表现出的振幅效应进行研究。在一定的扭转形变以后内耗表现出反常振幅效应,这一效应在较宽的温区都可观察到,但在完全退火或拉伸形变的试样中不出现。扭转形变的方式对振幅效应有影响。纯度越低,越不易观察到这一效应。本文认为反常振幅效应的出现归因于形变导致位错密度过高,位错可动的范围较小,从而消耗的能量不再随应力显著增大。室温下时效内耗的增大可能是形变引入的空位帮助位错滑移所引起的。 关键词：     

同质硅分子束外延层的界面缺陷的研究

对同质硅分子束外延层的界面缺陷进行了测试与分析．对存在高浓度施主型界面缺陷的Ｐ型材料，通过解泊松方程计算了该材料的肖特基势垒的能带图，得到了该缺陷能级上电子的填充与发射随外加反向偏压变化的情况．并分析了用深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）对其进行测试所需的条件，以及与常规的ＤＬＴＳ测试结果的不同之处．提出了可同时对该缺陷上电子的发射和俘获过程进行ＤＬＴＳ测量的方法．实验测量结果表明，该高密度的界面缺陷的能级位置位于Ｅ_c－０．３０ｅＶ． 关键词：