锗单晶体变温霍尔效应实验数据的处理

采用微机控制和数字式数据采集系统,在变温环境下(77~420 K)对长为6.0 mm、宽为4.0 mm、厚为0.6 mm的锗样品薄片进行霍尔效应相关数据测量;通过对测量的霍尔电压作数据处理得到锗的霍尔系数RH(T)、电导率σ(T)和霍尔迁移率μH(T)与温度的依赖关系.该实验结果对学生理解半导体物理中的相关知识有重要意义.     

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。     

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。     

分子束外延生长的n-Hg1-xCdxTe的磁输运特性

采用迁移率谱和多电子拟合过程相结合的混合电导分析法，对分子束外延（MBE）生长的Hg_1-xCd_xTe材料的变磁场实验数据进行了处理．该方法可以将外延层中体电子对电导的贡献与界面电子的贡献区分开，通过对不同温度下变磁场数据的分析，表明该方法是准确和可靠的，可以成为一种半导体材料和器件的常规电学测试和分析手段 关键词：     

In_(0.82)Ga_(0.18)As材料的低温电学性质研究

利用低压-金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)设备,采用两步生长及缓冲层热退火处理在InP衬底上制备了高质量的In0.82Ga0.18As外延材料.研究了缓冲层退火前后In0.82Ga0.18As外延材料的低温电学性质,通过变温霍尔效应测试得到了载流子的浓度和迁移率随温度变化的关系,并利用位错散射、极化光学声子散射等对实验数据进行了拟合.结果表明,实验值与理论值符合较好,在较低温度下(150K),位错散射起主要作用,而在较高的温度下(250K),极化光学声子散射占主要地位.     

变温吸收谱研究液相外延碲镉汞浅能级

利用变温吸收谱(11—300K)对非故意掺杂液相外延Hg_1-xCd_xTe进行研究,对吸收边在低温区间(<70K)出现的约7—20meV反常移动现象进行了分析.结果表明该现象是由材料中Hg空位作为受主能级存在而形成的,红移幅度与样品组分/载流子浓度有关.据此估算Hg空位大致位于价带上方约20meV,与Hg空位形成浅受主能级的经验公式计算结果基本符合.该结果可以解释由传统吸收谱方法确定材料禁带宽度略高于材料实际光电响应截止能量值的现象. 关键词： 碲镉汞 液相外延 汞空位 反常吸收     

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).     

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.     

基于STM32的变温霍尔效应装置设计

霍尔元器件的霍尔电势、灵敏度系数、内阻等参数会随温度的改变而发生变化,本文设计了一种基于STM32温度连续可调的霍尔效应装置.应用单片机、恒流源、继电器、数字温度传感器、温度控制等硬件电路,对传统单一温度装置进行了优化,可实现在-20℃到100℃温度范围内连续可调.并开发了一种Web前端可视化系统用以分析实验数据,该装...     

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。     

Hg1-xCdxTe的共振拉曼散射

当入射光的光子能量接近Hg_1-xCd_xTe的E₀+Δ₀时,发现了Hg_1-xCd_xTe的共振拉曼散射,观察到了“禁戒”共振增强拉曼散射,同时也观察到了二级共振拉曼散射.分析了非共振条件下能在样品的(100)面观察到微弱的“禁戒”TO₂模以及在共振条件下“禁戒”TO₂模大大增强的原因.通过分析,发现由双LO声子引起的二级共振拉曼散射主要     

Hg1—xCdxTe的共振拉曼散射

当入射光的光子能量接近Hg1-xCdxTe的Eo △o时,发现了Hg1-xCdxTe的共振拉曼散射,观察到了“禁戒”共振增强拉曼散射,同时也观察到了二级共振拉曼散射。分析了非共振条件下能在样品的（100）面观察到微弱的“禁戒”TO2模拟及在共振条件下“禁戒”TO2模大大增强的原因。通过分析,发现由双LO声子引起的二级共振拉曼散射主要由带内的Froehlich相互作用造成的。     

Electronic properties of metals at low temperatures

A many body theory of an electron gas is developed to find the internal and correlation energies at low but finite temperatures. The contribution from the first order exchange, second order (regular and anomalous) exchange, and ring diagrams are treated. The Fermi momentum and the correlation energy are determined as functions of the density by two different methods, one being based on iteration and the other a direct solution of the number density relation. It was found that the iterative solutions which are correct to ordere ² ore ⁴ become negative forr _s of order 5 while the direct solutions do not, indicating the invalidity of the former. Hence, the correlation energy evaluated to the same orders by iteration will not be satisfactory in the same range. The highest order iterative solution which includes terms of ordere ⁶ does not show such a breakdown. These terms which give the contribution of orderr _s to the correlation energy are therefore important and tend to reduce the magnitude of the correlation energy. The corresponding curve is indeed close to that determined by the direct method for smallr _s but a significant deviation takes place at largerr _s . The Coulomb interaction seems less effective at higher temperatures. The internal energy is also determined as a function of density and temperature.     

Density-functional theory investigation of energy gaps and optical properties of Hg1-xCdxTe and In1-xGaxAs

We use a modified Becke-Johnson exchange plus a local density approximation correlation potential within the density functional theory to investigate the electronic structures of Hg_1-xCd_x Te and In_1-xGa_x As with x being 0,0.25,0.5,0.75,and 1.For both of the two series,our calculated energy gaps and dielectric functions （real part ε 1 and imaginary part ε₂） are in agreement with the corresponding experimental results with x being between 0 and 1.The calculated zero-frequency refractive index varies greatly with x for Hg_1-xCd_x Te,but changes little with x for In_1-xGa_x As,which is consistent with the real parts of their dielectric functions.Therefore,this new approach is satisfactory to describe the electronic structures and the optical properties of the semiconductors.     

LPE碲镉汞薄膜的显微Raman谱与显微荧光谱分析

利用Raman显微镜系统对4块用液相外延(LPE)方法在Cd0.96Zn0.04Te衬底上生长的Hg0.8Cd0.2Te外延薄膜样品，在100～5 000cm^-1光谱范围进行测量，在实验曲线中除了观察到与碲镉汞材料晶格振动相符的类．HgTe的光学振动横模(TO1模)和纵模(LO1模)的Raman散射峰、类-CdTe光学振动横模(TO2模)和纵模(LO2模)混合的Raman散射峰以及来源于TO1 LO1的二级Raman散射峰外，在1 000～5 000cm^-1光谱范围首次发现了LPE碲镉汞薄膜的显微荧光峰，该显微荧光的发光范围换算为电子伏特标度为1．34～1．83eV．发光中心位于2750cm^-1即1.62eV，发光峰的半高宽(FWFIM)约为0．25eV。通过分析指出．该显微荧光来源于碲镉汞外延层中阴性离子空位与材料导带底的共振能级的发光。     

p-Hg1-xCdxTe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1.2-300K范围内,获得了两块分子束外延(MBE)生长的p-Hg1-xCdxTe(x=0.224)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.