放射性同位素在半导体中的应用

1.在研究半导体問題中使用放射性同位素的必要性近十年来,由于晶体管、半导体材料制备和其它半导体物理問题的发展,研究外类化学杂貭对半导体结构以及电学和光学性貭的影响有着很深远的意义。在半导体材料提純、单晶制备和摻杂过程中以及在晶体管和光电器件的制造中都需要充分的了解和掌握杂质原子在晶体中的扩散运动和它們的物理参数。例如分凝系数、扩散系数、杂质溶解度、杂质的浓度梯度曲线以及扩散     

以硬質玻璃管代替石英管进行鍺的物理提純

进行半导体材料锗的物理提純(区域提純)一般是将盛锗錠的石墨舟置于透明石英管內,在高真空(10~(-5)毫米汞柱以下)或惰性气体气氛中进行。提純过程是用高频电流线圈加热,使锗锭有一狹窄的熔区,然后用机械方法带动加热綫圈,使狹窄的熔区从锗錠的首端移动至尾端。这样重复十几次,即可获得超高純的锗了(純度可达7个9到9个9)。其简单装置如图1所示(若通以惰性气体吋,則石英管的右端需开口,且有一小孔以使气体能流出来)。     

得到半导体材料的新方法

很多学者現在正在研究一种新方法:从气相反应直接获得具有任意純度的半导体晶体。这种过程将使半导体二极管和高頻晶体管的生产工艺簡化。在得到这种半导体的反应中,二个碘化鍺分子在晶核表面起反应,而形成一个四碘化鍺分子和一个鍺原子:     

半导体材料发展的现况和趋势

一、概述半导体材料的发展是由于器件的需要,但另一方面,由于半导体新材料的出现,推动了新器件的出现。近两年来,由于化合物半导体材料试制的进展很快,而用化合物半导体制造器件的研究工作也逐渐多起来。由于半导体电子器件的品种逐年增加,用途亦各不相同,因而对材料的要求也就不同了。近年来电子器件发展     

半导体材料的检验方法

引言制造晶体管等半导体器件时,对半导体材料的导电类型、电阻率数值、少数截流子寿命、位错密度等参数有一定的要求,不同的器件,其要求也不相同。目前,锗、硅单晶主要是通过有坩埚拉制法或无坩埚区熔法而制得的。但制得的材料是否符合制备器件的要求还必须经过测试鉴定。对材料电阻率的测量、非平衡少数载流子寿命的测量和位错密度的测量是材料鉴定中最重要、最基本的工作。本文试图介绍一下目前在工艺上对这些参数的几种常用测试方法。     

稀磁半导体--自旋和电荷的桥梁

稀磁半导体可能同时利用载流子的自旋和电荷自由度构造将磁、电集于一体的半导体器件．尤其是铁磁半导体材料的出现带动了半导体自旋电子学的发展．室温铁磁半导体材料的制备，半导体材料中有效的自旋注入，以及自旋在半导体结构中输运和操作已成为目前半导体自旋电子学领域中的热门课题．稀磁半导体呈现出强烈的自旋相关的光学性质和输运性质，这些效应为人们制备半导体自旋电子学器件提供了物理基础．     

半磁半导体薄膜的热壁外延生长成功

半磁半导体是一种将磁性元素掺入半导体后生成的新材料,国际上自80年代开始受到重视.因它将物质的磁性与半导体性质结合起来,使两种最重要的固体属性可以在同一种材料中存在,因而产生出许多一般半导体材料所不具有的新现象和新特性,在未来的电子器件中会有重要应用. 半磁半导体有体材料和薄膜材料两类.在物理研究和应用上,薄膜材料的重要性更为明显.制备薄膜材料的方法,国际上一般采用分子束外延和化学气相淀积技术.国内除了有少数单位制备体材料外,薄膜材料的制备尚属缺门. 复旦大学应用表山物理国家重点实验室用简单的国产设备,建立了一套…     

高温超导铜氧化合物中间隙氧占位的分形结构

在包含有过渡金属的复杂氧化物中,许多材料表现出奇特的物理性质.从微观角度看,其起因在于：在低温下电子结成团队,以致于材料的性质由电子的集体行为（而非单电子行为）决定.对传统半导体材料来说,通常要求生长出几乎完美的晶体.我们今天蓬勃发展的信息产业正是建立在各类半导体优质晶体的基础之上.然而,对过渡金属氧化物来说,高质量晶体的制备决非易事.其中的困难除了元素种类多以外,还有一个     

HgCdTe材料应用与制备的进展

HgCdTe是一种有广泛应用前景的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体光电材料。从投资上看,它已为仅次于Si和GaAs的第三种最重要的半导体。HgCdTe是制作红外探测器的最佳材料。本文简要地介绍了HsCdTe材料的性质以及它的应用和制备进展,着重描述了在红外探测器上的应用。对制备HgCdTe单晶的各种工艺方法作了比较说明,较详细地介绍了滑动液相外延(LPE)制备HgCdTe单晶薄膜技术。     

氧化物薄膜晶体管研究进展

氧化物半导体材料因其载流子迁移率高、制备温度低、电学均匀性好、对可见光透明和成本低等优势,被认为是最适合驱动有机发光二极管的薄膜晶体管(TFT)的半导体有源材料之一.目前氧化物TFT已成功地应用在平板显示的驱动背板上.本文从氧化物TFT的历史和发展状况出发,先介绍了氧化物半导体材料及其载流子输运机理,然后详细介绍了氧化物TFT的结构、制备方法以及电学稳定性,接着介绍了近些年来氧化     

Ⅲ-Ⅴ化合物的范德华外延生长与应用

Ⅲ-Ⅴ化合物半导体材料体系带隙涵盖范围广、载流子迁移率高,非常适宜用来制备发光二极管、激光器、高电子迁移率晶体管等光电子器件。在异质衬底上进行Ⅲ-Ⅴ化合物的共价外延时,只有外延层与衬底层间的晶格失配度较小时才能获得高质量外延层,而范德华外延已被证实可以有效放宽外延层与衬底层间晶格失配与热失配要求,有利于外延层的应力释放与质量提高,同时也易于外延层从衬底上剥离转移,为制备Ⅲ-Ⅴ化合物基新型光电子器件提供了便利。本文对二维(2D)材料、Ⅲ-Ⅴ化合物在石墨烯上的范德华外延过程以及使用范德华外延制备的Ⅲ-N基光电子器件的各项研究进行了讨论分析,并对其前景进行了展望。     

半导体极性界面电子结构的理论研究

半导体电子结构的有效调控一直是人们长期关注的科学问题,也是主流半导体材料物性与器件设计的核心科学问题之一.传统栅极技术只能在小范围内改变半导体材料的带隙,作者从理论上通过人工设计半导体极性界面,产生约10 MV/cm的內建电场,从而实现对Ge、InN等主流半导体带隙在0—2 eV范围内的有效调控,并显著增强Rashba自旋轨道耦合强度,作者进一步利用构建的多带k.p模型证明增强的Rashba自旋轨道耦合可以将常规半导体驱动至拓扑相.文章重点介绍极性半导体InN的极性界面能隙调控;以及Ⅳ族非极性半导体Ge的极性界面能带调控.半导体极性界面的制备与主流半导体工艺兼容,展现了极性界面在主流半导体量子结构的物性调控与光电器件中潜在的应用前景.     

氮化镓基发光二极管产业化中的材料物理问题

第三代半导体氮化镓化合物半导体已成为蓝光发光二极管的主流材料,国际上的产业化已成规模,国内也有多家处于中试阶段,由于氮化镓基材料中有如此多的问题没有解决,材料制备设备,器件工艺也极需改进及优化,这既给了中国科研人员及工程技术人员一个机遇,也使他们面临着严峻的挑战.     

宽禁带碳化硅单晶衬底及器件研究进展

碳化硅作为第三代宽禁带半导体的核心材料之一,相对于传统的硅和砷化镓等半导体材料,具有禁带宽度大、载流子饱和迁移速度高,热导率高、临界击穿、场强高等诸多优异的性质。基于这些优良的特性,碳化硅材料是制备高温电子器件、高频大功率器件的理想材料。近年来在碳化硅材料生长和器件制备方面取得重大进展,对碳化硅材料特性和生长方法进行回顾,并研究了碳化硅光导开关偏压、触发能量、导通电流之间的关系,以及开关失效情况下电极表面的损伤情况。     

四十年峥嵘岁月

林兰英院士是我国著名的半导体材料学家、物理学家 ,2 0 0 3年 3月 4日 1 3时因病医治无效在北京逝世 .她 1 95 7年回国后历任中国科学院半导体研究所研究员 ,副所长 ;第二、三、四届中国科协副主席 ;全国第四、五、六届人大代表 ,第三、七、八届人大常委 .她从事半导体材料制备、探索及材料物理的研究工作 4 0余年 ,是中国半导体材料科学和技术的奠基人和开拓者 ,对我国研制成功锗、硅元素半导体单晶材料、锑化镓、锑化铟、砷化镓、磷化铟等化合物半导体材料做出了重要贡献 .在开拓我国太空砷化镓单晶材料的试验与特性研究方面 ,成绩卓著 .林兰英院士把毕生的精力献给了我国的半导体材料科学事业 ,为我国的半导体材料科学事业和中国科学院半导体研究所的发展呕心沥血 ,做出了杰出贡献 .在她不懈努力和推动下 ,我国半导体材料科学技术研究与开发工作做出了世人瞩目的成绩 .为表达我们的哀思和怀念 ,在此特刊出纪念文章以及她生前写的《四十年峥嵘岁月》一文 .这些文章反映了林兰英院士一生的科研经历、追求及取得的成就 .她强烈的爱国之情和民族自尊心 ,以及自强不息、顽强拼搏、虚怀若谷、不计名利、鞠躬尽瘁、死而后已的高尚情操和科学精神在文中也可窥一斑 ,这也是她留给我们的宝贵的精神财富     

氮化镓基发光二极管产业化中的材料物理问题

第三代半导体氮化镓化合物半导体已成为蓝光发光二极管的主流材料，国际上的产业化已成规模，国内也有多家处于中试阶段，由于氮化镓基材料中有如此多的问题没有解决，材料制备设备，器件工艺也极需改进及优化，这既给了中国科研人员及工程技术人员一个机遇，也使他们面临着严峻的挑战。     

基于Se和有机无机钙钛矿异质结的宽光谱光电探测器制备及其光电特性研究

针对目前高效、稳定的p型掺杂一直较难实现的问题,本文采用化学气相沉积方法制备出了高结晶质量的p型半导体材料Se微米线。同时,还制备出了基于单根Se微米线的光电探测器,其在紫外和可见光波段有较宽的响应范围,响应截止边为675 nm。该器件在5 V偏压下的峰值响应度可达2.8 mA/W(600 nm)。在此基础上,利用p型Se微米线与钙钛矿材料CH_3NH_3PbC l_3制备了p-n结型器件,与单根Se微米线光电探测器相比,响应时间和响应度都有明显提升,尤其是异质结的响应度比纯Se微米线提高了850%。这一研究结果说明本文制备的有机无机复合结构p-n结非常有望应用到高性能光电探测器中。     

介质超构表面的CMOS兼容制备工艺的进展

超构表面为纳米光子器件赋予了更高的自由度与灵活度，使实用的微纳米光子器件的实现成为可能。基于高折射率半导体材料的介质超构表面制备技术可以和半导体集成电路的制作工艺结合，有希望在攻克超构表面大面积和高通量制备技术难题上发挥重要的作用，因此对其光场调控性能和制备工艺的研究是该领域近年来的重要发展方向。本文从硅、氮化硅和二氧化钛等介质超构表面出发，介绍了超构表面高通量制造技术的发展。此外，介绍了基于大面积制造技术实现实际应用的基于纳米光子器件的光学器件，如显示、成像、光调控器件。     

一维量子材料制备新进展

文章简要评述了一种制备一维半导体量子材料的新方法，即用碳纳米管作为模板，通过化学气相反应生长半导体纳米线，用此方法已经成功地制备出了一系列碳化物纳米线，更重要的是还制备出了ＧａＮ纳米线．     

纳米晶粒团聚GaN纳米线A1(LO) Raman峰的非对称展宽

氮化镓(GaN)是一种直接带隙Ⅲ～Ⅴ族半导体化合物,具有较宽的禁带宽度(Eg=3.4eV),较高的热稳定性,以及抗辐照等特性[1-4],是制备近紫外和蓝光光电子器件、高速微电子器件的理想材料.制备低维纳米结构,研究其物理性质既是理解低维量子现象的要求,也是未来纳米电子器件发展的需要.近年来,很多小组已经通过不同的方法成功地制备出GaN纳米棒、纳米线等一系列一维材料.这些方法包括碳纳米管辅助的方法[5]、电弧放电的方法[6]、激光刻蚀的方法[7]、升华法[8]、高温分解法以及化学气相沉积(CVD)[9-15].其中CVD方法以其制备过程简单,制备材料晶…