利用P-MBE方法在(400)Si衬底上生长ZnO薄膜

利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)方法在(400)Si衬底上生长ZnO薄膜。为改善生长后样品的质量,把样品解理成三块后,在不同温度下氧气气氛中退火。通过X射线衍射(XRD)谱和光致发光(PL)谱进行表征,讨论了用P-MBE方法在Si基上生长的ZnO的室温光致发光发光峰的可能原因。     

Si(001)衬底上分子束外延生长Ge0.975Sn0.025合金薄膜

使用低、高温两步法生长的高质量Ge薄膜作为缓冲层,在Si(001)衬底上采用分子束外延法生长出Ge_0.975Sn_0.025合金薄膜.X射线双晶衍射和卢瑟福背散射谱等测试结果表明,Ge_0.975Sn_0.025合金薄膜具有很好的晶体质量,并且没有发生Sn表面分凝.另外,Ge_0.975Sn_0.025合金薄膜在500 ℃下具有很好的热稳定性,有望在Si基光电器件中得到应用. 关键词： GeSn Ge 分子束外延 外延生长     

生长在p-GaAs衬底上的ZnO基异质结二极管电致发光(英文)

利用等离子体辅助分子束外延在p型砷化镓衬底上制备了ZnO异质结发光二极管。实验表明:GaAs与ZnO之间的氧化镁绝缘层能够有效改善器件光电性能,I-V特性的研究表明该器件具有良好的整流特性,开启电压为3 V,电致发光光谱由一个紫外发光峰和一个可见发光带构成,其来源分别为ZnO层中近带边缺陷以及深能级缺陷相关的辐射复合。     

SrTiO_3(001)衬底上单层FeSe超导薄膜的分子束外延生长

在以前工作的基础上,进一步研究了SrTiO3(001)(STO)衬底上单层FeSe超导薄膜的分子束外延生长.首先,通过去离子水刻蚀、盐酸溶液腐蚀和纯氧气氛中退火等步骤,获得台阶有序、具有单一TiO2终止的原子级平整表面的STO衬底,这是前提条件.这个过程中酸的选择和退火过程中氧的流量是最为关键的因素.其次,在FeSe薄膜的分子束外延生长中,选择适当的Fe源和Se源束流以及衬底温度是关键因素.如选择适当,生长模式为step-?ow生长,这时得到的FeSe薄膜将是原子级平整的.最后一步为退火,这个过程会增强FeSe薄膜结晶性以及它与SrTiO3衬底间的结合强度.     

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：     

硅(001)图形衬底上锗硅纳米线的定位生长

纳米线的定位生长是实现纳米线量子器件寻址和集成的前提.结合自上而下的纳米加工和自下而上的自组装技术,通过分子束外延生长方法,在具有周期性凹槽结构的硅(001)图形衬底上首先低温生长硅锗薄膜然后升温退火,实现了有序锗硅纳米线在凹槽中的定位生长,锗硅纳米线的表面晶面为(105)晶面.详细研究了退火温度、硅锗的比例及图形周期对纳米线形成与否,以及纳米线尺寸的影响.     

Si(001)表面稀土金属硅化物纳米结构

稀土金属元素的硅化物在n型硅衬底上具有高电导率和低肖特基势垒的特点,在大规模集成的微电子器件领域具有很好的应用价值.文章系统介绍了在Si(001)表面自组装生长的稀土金属硅化物纳米结构的研究进展,较全面地讨论了退火温度、退火时间以及稀土金属表面覆盖度等生长条件对纳米结构生长的影响作用,并在此基础上分析了纳米线、纳米岛的晶化结构,衬底对纳米结构生长的影响,以及纳米结构的演化过程.搞清楚这些内在的生长机理,有助于人们今后实现可严格控制稀土金属硅化物纳米结构的形貌尺寸和分布的自组装生长.此外,文章还介绍了目前人们对稀土金属硅化物纳米线电学性质的研究进展.     

GaP衬底上分子束外延Si时P偏析的抑制

用Si分子束外延技术在GaP(111)衬底上生长Si时,发现Si外延层表面存在P偏析,根据俄歇电子能谱(AES),反射式高能电子衍射(RHEED)在一系列不同实验条件下的结果,本文对P偏析产生的机制、外延层表面再构与P偏析之间的关系作了分析和讨论,得出偏析主要来自外延Si原子与衬底P元素之间的相互交换。在此基础上提出了一种能有效地抑制P偏析同时又改善外延层质量的新的Si/GaP(111)异质结制备方法。 关键词：     

测定GaAs(001)衬底上InAs的生长速率

报道了间接测定InAs生长速率的方法.通过设置不同Ga源温度,固定In源温度;和固定Ga源温度,设置不同In源温度,在GaAs(001)衬底上生长GaAs与InGaAs,用RHEED强度振荡测定GaAs与InGaAs的生长速率.验证了InGaAs的生长速率为GaAs的生长速率与InAs的生长速率之和,得到了In源温度在845～880℃时InAs的生长速率曲线.     

在a-平面蓝宝石衬底上分子束外延生长的ZnO和ZnMgO材料结构和光学性质(英文)

氧化锌材料是新一代宽禁带光电子半导体材料,我们通过等离子体分子束外延设备,在a plane的蓝宝石衬底生长了高质量的氧化锌外延材料。在生长过程中用反射高能电子束衍射仪(RHEED),在位地研究了生长时材料薄膜的表面形貌。通过调节ZnMgO材料镁的组份,生长了禁带宽度可调的宽禁带材料。用紫外-可见透射光谱研究了ZnO,Zn0.89Mg0.11O和Zn0.80Mg0.20O薄膜材料的透射和吸收光谱性质,观察到Zn0.89Mg0.11O,Zn0.80Mg0.20O材料的吸收边的蓝移现象等。以上说明了我们用分子束外延生长 收稿日期:2003 07 22·09·　　第1期StructuralandOpticalCharacterizationofZnOandZnMgOFilmsona-planesapphiresbyMolecularBeamEpitaxy2004年设备成功的生长了高质量的氧化锌和组份渐变的ZnMgO薄膜材料。     

STM observation of pit formation and evolution during the epitaxial growth of Si on Si(001) surface

Pit formation and surface morphological evolution in Si(001) homoepitaxy are investigated by using scanning tunneling microscopy. Anti-phase boundary is found to give rise to initial generation of pits bound by bunched D B steps. The terraces break up and are reduced to a critical nucleus size with pit formation. Due to anisotropic kinetics, a downhill bias diffusion current, which is larger along the dimer rows through the centre area of the terrace than through the area close to the edge, leads to the prevalence of pits bound by {101} facets. Subsequent annealing results in a shape transition from {101}-faceted pits to multi-faceted pits.     

AlGaN/GaN HEMTs grown on silicon (001) substrates by molecular beam epitaxy

We report the realization of an AlGaN/GaN HEMT on silicon (001) substrate with noticeably better transport and electrical characteristics than previously reported. The heterostructure has been grown by molecular beam epitaxy. The 2D electron gas formed at the AlGaN/GaN interface exhibits a sheet carrier density of 8×10¹² cm⁻² and a Hall mobility of 1800 cm²/V s at room temperature. High electron mobility transistors with a gate length of 4 μm have been processed and DC characteristics have been achieved. A maximum drain current of more than 500 mA/mm and a transconductance g_m of 120 mS/mm have been obtained. These results are promising and open the way for making efficient AlGaN/GaN HEMT devices on Si(001).     

Structural phase transition on Si(001) and Ge(001) surfaces

Among a variety of solid surfaces, Si(001) and Ge(001) have been most extensively studied. Although they seem to be rather simple systems, there have been many conflicting arguments about the atomic structure on these surfaces. We first present experimental evidence indicating that the buckled dimer is the basic building block and that the structural phase transition between the low-temperature c(4x2) structure and the high-temperature (2x1) structure is of the order-disorder type. We then review recent theoretical work on this phase transition. The real system is mapped onto a model Ising-spin system and the interaction parameters are derived from total-energy calculations for different arrangements of buckled dimers. The calculated critical temperature agrees reasonably well with the experimental one. It is pointed out that the nature of the phase transition is crucially affected by a small amount of defects on the real surfaces.     

Si(001)-(2*2*1):H表面O2吸附的密度泛函理论研究

建立了一种计算Si(001)-(2×2×1):H表面O2吸附的理论模型．在周期性边界条件下,采用基于密度泛函理论广义梯度近似的超软赝势法对Si(001)-(2×2×1):H表面O2吸附进行了第一性研究．通过占位能的计算,得到了Si(001)-(2×2×1):H表面O2的最佳吸附位置．计算结果表明吸附后的反应产物应为Si=O和H2O,从理论上支持了D．Kovalev等人提出反应机制．     

InAs nanostructures on InP (001) substrate with the insertion of a superthin AlAs layer

An AlAs layer of two or three monolayers was inserted beneath the strained InAs layer in the fabrication of InAs nanostructure on the In_0.53Ga_0.47As and In_0.52Al_0.48As buffer layer lattice-matched to InP(001) substrate using molecular beam epitaxy. The effects of AlAs insertion on the InAs nanostructures were investigated and discussed.      

Si(111)衬底上GaN的MOCVD生长

利用LP-MOCVD在Si（111）衬底上,以高温AIN为缓冲层,分别用低温GaN（LT-GaN）和偏离化学计量比富Ga高温GaN（HT-GaN）为过渡层外延生长六方相GaN薄膜。采用高分辨率双晶X射线衍射（DCXRD）,扫描电子显微镜（SEM）,原子力显微镜（AFM）和室温光致荧光光谱（RT-PL）进行分析。结果表明,有偏离化学计量比富Ga HT-GaN为过渡层生长的GaN薄膜质量和光致荧光特性均明显优于以LT-GaN为过渡层生长的GaN薄膜,得到GaN（0002）和（1012）的DCXRD峰,其半峰全宽（FWHM）分别为698s和842s,室温下的光致荧光光谱在361nm处有一个很强的发光峰,其半峰全宽为44．3meV。     

不同温度下Si(001)表面各种亚稳态结构的分子动力学模拟

采用Stillinger-Weber势对不同温度下解理Si(001)表面的原子几何结构进行等温分子动力 学模拟.模拟结果表明Si(001)表面除主要的p(2×1)结构之外，较低温度下还会有双悬挂键 的单原子结构存在；较高温度下表面还会存在c(2×2)和三聚体等亚稳态结构；接近表面熔 化温度时，双悬挂键单原子、c(2×2)和三聚体等亚稳态结构都消失，表面只存在稳定的p(2 ×1)结构. 关键词： 分子动力学模拟 表面结构 Si(001)表面 Stillinger-Weber势     

离子注入Zn的Si(001)基片热氧化制备纳米ZnO团簇及其生长行为研究

采用离子注入技术将Zn离子注入Si（001）基片,并在大气环境下加热氧化制备了ZnO纳米团簇.利用电子探针、薄膜X射线衍射仪、原子力显微镜和透射电子显微镜,对注入和热氧化后的薄膜成分、表面形貌和微观结构进行表征,探讨了热氧化温度以及注入剂量对纳米ZnO团簇的成核过程及生长行为的影响.结果表明,Zn离子注入到Si基片表面后形成了Zn纳米团簇,热氧化过程中Zn离子向表面扩散,在表面SiO₂非晶层和Si基片多晶区的界面处形成纳米团簇.热氧化温度是影响ZnO纳米团簇结晶质量的一个重要参数.随着热氧化温度的升高,金属Zn的衍射峰强度逐渐变弱并消失,而ZnO的（101）衍射峰强度逐渐增强.当热氧化温度高于800 ℃以后,ZnO与SiO₂之间开始发生化学反应形成Zn₂SiO₄. 关键词： ZnO纳米团簇 离子注入 微观结构 形貌分析