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。     

基于Ⅲ-Ⅴ与Ⅱ-Ⅵ族半导体材料色散特性的高灵敏度慢光干涉仪

分析了Ⅲ-Ⅴ与Ⅱ-Ⅵ族半导体材料的光学特性,证明半导体慢光介质不但可以提高干涉仪的光谱灵敏度,而且可以获得远大于气体慢光介质的工作光谱范围.实验证明,基于慢光介质GaAs的干涉仪光谱灵敏度相对于传统的干涉仪提高约3.2倍. 关键词： 干涉仪 非线性光学 Ⅲ-Ⅴ与Ⅱ-Ⅵ族半导体材料     

硅片上的Ⅲ-Ⅴ族激光半导体和微环形镜

新加坡A＊STAR数据存储研究所的一个研究小组已制造出电动Ⅲ-Ⅴ族半导体激光和装在硅芯片上的新型腔镜——这标志着向光学数据互连迈进了一步。     

MOCVD系统外延生长Ⅲ－Ⅴ族化合物时Ⅴ／Ⅲ比的计算偏差

本文分析了在生长Ⅲ－Ⅴ族半导体时ＭＯＣＶＤ系统中反应气体的输运过程，认为进入反应室的Ⅲ族元素有机金属反应气体的数量是与ＭＯＣＶＤ管道系统的结构以及反应气体的扩散系数有关的，并从理论上导出了计算公式．由于ＭＯＣＶＤ系统中Ⅲ族元素反应气体的输运特点，实际的Ⅴ／Ⅲ比通小于根据目前方法所计算出的数值．此结果不仅说明生长时的Ⅴ／Ⅲ比高于固态组份比的一种原因，同时也可以解释为什么在生长同种材料时，不同研究者所报导的Ⅴ／Ⅲ比不同．这一结果有利于找出生长时的Ⅴ／Ⅲ比与固态组份间的确定关系．     

MOCVD系统外延生长Ⅲ－Ⅴ族化合物时Ⅴ/Ⅲ比的计算偏差

本文分析了在生长Ⅲ-Ⅴ族半导体时MOCVD系统中反应气体的输运过程,认为进入反应室的Ⅲ族元素有机金属反应气体的数量是与MOCVD管道系统的结构以及反应气体的扩散系数有关的,并从理论上导出了计算公式。由于MOCVD系统中Ⅲ族元素反应气体的输运特点,实际的Ⅴ/Ⅲ比通小于根据目前方法所计算出的数值。此结果不仅说明生长时的Ⅴ/Ⅲ比高于固态组份比的一种原因,同时也可以解释为什么在生长同种材料时,不同研究者所报导的Ⅴ/Ⅲ比不同。这一结果有利于找出生长时的Ⅴ/Ⅲ比与固态组份间的确定关系。     

金属硫族簇基半导体中的Mn2+发光

锰离子相对稳定的发光特性及锰掺杂荧光粉的成功使得人们对锰离子发光的研究热情不减。本文综述了Mn~(2+)掺杂金属硫族簇基半导体中团簇结构、组分关联的Mn~(2+)发光特性。金属硫族簇基半导体具有原子级的精确结构,为探究Mn~(2+)发光的精确"构效关系"提供了理想模型。在Mn~(2+)掺杂的金属硫族簇基半导体中,Mn~(2+)附近键长和团簇组装方式的差异决定了Mn~(2+)配位场强的变化,进而影响Mn~(2+)发光波长的变化。在Mn~(2+)掺杂的金属硫族纳米团簇中,Mn~(2+)的聚集形式和聚集体中Mn~(2+)的数量决定了Mn-Mn耦合相互作用的大小,直接影响Mn~(2+)发光效率、寿命及激发特性。     

(AlxGa1-x)0.51In0.49P(x=0.29)PL谱的温度反常现象

对与ＧａＡｓ晶格匹配的四元合金（ＡｌｘＧａ１－ｘ）０．５１Ｉ０．４９Ｐ（ｘ＝０．２９）作了变曙和变激发功率密度的ＰＬ谱研究,发现了ＰＬ谱峰值位置不随激发功率密度的变化而移动,但是出现了随温度变化的反常行为。从１９Ｋ开始温,ＰＬ谱峰先向红端移动,到５５Ｋ左右开始出现蓝移,在８４Ｋ左右蓝移达到最大,而后随着温度的继续升高,ＰＬ谱峰再次工端移动。整个过程与温度呈Ｚ－型关系,而不是通常半导体样品所表现的线     

有序GaxIn1—xP（x=0.52）光致发光谱研究

报道了对有序ＧａｘＩｎ１－ｘＰ（ｘ＝０．５２）样品的变温和变激发功率密度的ＰＬ谱的研究。在低温Ｔ＝１７Ｋ，低激发功率密度下，谱线呈双峰结构，在低激发功率密度下升高温度，低能端的发光峰发生热猝灭，并在８５Ｋ完全消失。     

基于过渡金属硫族化合物同质结的光电探测器

近年来,二维过渡金属硫族化合物(transition metal dichalcogenides,TMDCs)由于其出色的电学和光学特性在光电探测领域被广泛研究.相比于报道较多的场效应晶体管型以及异质结型器件,同质结器件在光电探测方面具有独特优势.本文将聚焦基于TMDCs同质结的光电探测器的研究,首先介绍同质结光电器件...     

砷化镓及其它Ⅲ—Ⅴ族半导体表面的硫钝化

砷化镓的表面钝化是一个长期未能完满解决的问题。八十年代后期出现的硫钝化技术曾带来很大的希望,但它的化学稳定性仍不够理想。通过对硫钝化机理的研究,弄清了这种方法所存在的问题后,一些改进的硫钝化方法正不断发展,使之有可能在不远的将来成为ＧａＡｓ器件制造中的一种实用钝化工艺。     

新型硫族化合物在中红外非线性光学晶体方面研究进展

新型硫族化合物在中红外非线性光学晶体方面研究进展利用红外非线性光学晶体材料对已有的成熟的激光光源进行频率转换是获得3~5 m和8~12 m大气窗口红外激光的主要方法。传统的红外非线性光学晶体存在缺陷,不能满足应用要求,需要探索新型的红外材料。综述了以硫族化合物为研究对象,寻找新型中红外非线性光学晶体材料的研究进展。介绍了LiMQ2(M=Ga, In;Q=S, Se, Te),BaGa4S7,BaGa4Se7,BaGa2MQ6(M = Si, Ge;Q = S, Se)及Li2In2MQ6(M = Si, Ge;Q = S, Se)的研究进展。     

砷化镓及其它Ⅲ—Ⅴ族半导体表面的硫钝化

砷化镓的表面钝化是一个长期未能完满解决的问题。八十年代后期出现的硫钝化技术曾带来很大的希望，但它的化学稳定性仍不够理想。通过对硫钝化机理的研究，弄清了这种方法所存在的问题后，一些改进的硫钝化方法正不断发展，使之有可能在不远的将来成为ＧａＡｓ器件制造中的一种实用钝化工艺。     

新型硫族化合物在中红外非线性光学晶体方面研究进展

利用红外非线性光学晶体材料对已有的成熟的激光光源进行频率转换是获得3~5μm和8~12μm"大气窗口"红外激光的主要方法。传统的红外非线性光学晶体存在缺陷,不能满足应用要求,需要探索新型的红外材料。综述了以硫族化合物为研究对象,寻找新型中红外非线性光学晶体材料的研究进展。介绍了Li MQ2(M=Ga,In;Q=S,Se,Te),BaGa4S7,BaGa4Se7,BaGa2MQ6(M=Si,Ge;Q=S,Se)及Li2In2MQ6(M=Si,Ge;Q=S,Se)的研究进展。     

无序GaInP光致发光谱的温度依赖关系

研究了无序ＧａＩｎＰ样品的温度依赖关系，大低温ＰＬ谱中，谱线呈单峰结构。随着温度从１５Ｋ升高到２５０Ｋ，说地宽从１６ｍｅＶ增大到３１ｍｅＶ，并且发生红移，同时强度减小两个数数量级。     

三元合金Ga0.52In0.48P的喇曼散射谱

采用室温下微区Raman散射方法,观测到了GaInP2的LO双模行为和禁戒的TO模,由于晶格有序导致晶体对称性从Td降低为C3v,从而使禁戒的TO模变为Raman活性。在所有的样品中都观测到了由晶格无序激活的DALA模。在有序样品中,除观测到二级Raman散射峰LO1＋LO2以外,还观测到了由超晶格效应所导致的FLA折叠模和LO模的分裂。对LO模峰谷b/a的分析表明,随着晶格有序度的增加,b/a值减小。这是因为：一方面主要是由于禁戒的TO模变为Raman活性所引起的,另一方面,还可能有LO1模和LO2模分裂的贡献。在实验上,可以用b/a值或FLA的强度来表示样品的有序度。     

过渡金属硫族化合物柔性基底体系的模型与应用

柔性基底体系是晶体外延生长领域于20世纪90年代提出的概念.其核心思想是利用超薄的基底,使其在外延生长时能同时与外延晶膜发生应变,以抵消二者之间的晶格失配,从而减少外延晶膜中的位错,提高晶膜的质量.但是人工制备性能优良的超薄基底往往需要较为复杂的工艺.另一方面,过渡金属硫族化合物由于其层状结构特性和层间较弱的范德瓦耳斯相互作用,是天然的柔性基底.本文介绍近几年来新发展的过渡金属硫族化合物柔性基底体系的模型及应用.以Au-MoS₂作为柔性基底外延生长的原型,结合密度泛函理论、线性弹性理论以及位错理论构建模型,并根据计算结果解释了早先利用透射电子显微镜观测到的Au薄膜在MoS₂上外延生长的相关实验现象.此外,本文还介绍了受到该理论模型启发的相关实验工作,特别是利用Au薄膜分离大面积、单层、高质量MoS₂的技术.最后,讨论了在该领域内值得关注和进一步探索的理论问题.     

二维过渡金属硫族化合物中的缺陷和相关载流子动力学的研究进展

原子级厚度的单层或者少层二维过渡金属硫族化合物因其独特的物理特性而被寄希望成为下一代光电子器件的重要组成部分.然而,二维材料的缺陷在很大程度上影响着材料的性质.一方面,缺陷的存在降低了材料的荧光量子效率、载流子迁移率等重要参数,影响了器件的性能.另一方面,合理地调控和利用缺陷催生了单光子源等新的应用,因此,表征、理解、...     

用低能电子衍射研究ⅢA—VA化合物{110}表面吸附Sb和Bi的表…

用低能电子衍射研究了Ｓｂ和Ｂｉ吸附在ＩｎＰ｛１１０｝和ＧａＡｓ｛１１０｝表面上表面结构。结果显示出：对Ｓｂ／ＩｎＰ｛１１０｝，表面原子层间距：ｄ１＝０．２７±０．２３Ａ（膨胀９．４％±０．０２Ａ）；旋转角ω１为－１０．７７°±２．２９°和ω２为１５．２６°±０．８２°；吸附键长ｌｃ１－Ａ＝２．８４±０．０５Ａ，ｌｃ２－Ｂ＝２．７５±０．０２Ａ，其键角α＝１０１．２１°±２．１°，β＝１０７．８６°