ZnSe:A1深能级的研究

为研究ZnSe中的本征缺陷和A1在ZnSe中的深能级行为,首先测量了Znse单晶体中的深能级,发现只存在Ec-0.33eV一个电子陷阱。然后,通过热扩散的方法,在300℃～700℃温度范围内把A1掺杂到ZnSe单晶体中,结果发现存在Ec-0.33eV和Ec-0.70eV两个电子陷阱。本文从缺陷化学角度对ZnSe中的本征缺陷和Ec-0.70eV深能级的结构及起源进行了讨论。     

掺Er/Pr的GaN薄膜深能级的研究

利用深能级瞬态谱(DLTS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对GaN以及GaN掺Er/Pr的样品进行了 电学和光学特性分析.研究发现未掺杂的GaN样品只在导带下0.270eV处有一个深能级；GaN注 入Er经900℃,30min退火后的样品出现了四个深能级，能级位置位于导带下0.300 eV,0.188 eV,0.600 eV 和0.410 eV；GaN注入Pr经1050℃,30min退火后的样品同样出现了四个深能级 ，能级位置位于导带下0.280 eV,0.190 eV,0.610 eV 和0.390 eV；对每一个深能级的来源 进行了讨论.光谱研究表明，掺Er的GaN样品经900℃,30min退火后，可以观察到Er的1538nm 处的发光，而且对能量输运和发光过程进行了讨论. 关键词： GaN Er Pr 深能级     

硒化锌晶体背景深能级的光电容谱

对用国产硒化锌(ZnSe)晶体制成的Au-ZnSe肖特基势垒进行了光电容测量。光子能量hv在0.57～0.61eV范围内的激发光引起单指数型电容瞬变过程。hv在0.67～1.0eV范围内的激发光引起的电容瞬变过程呈现双指数行为。回归分析结果表明样品中存在六个深能级,分别位于导带下方0.55,0.66,0.92,1.19,1.38和1.S2eV处。     

In掺杂ZnTe发光性能的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理对In掺入ZnTe半导体后引入的各种缺陷进行了结构优化、 能带和态密度分析及转换能级的计算. 计算结果表明: 掺杂后体系中主要存在两种缺陷, 一种是In原子替换了Zn原子的置换型缺陷; 另一种是由In替换Zn后再与临近的Zn空位形成的复合缺陷. 二者分别在导带底下方0.26 eV和价带顶上方0.33 eV的位置形成各自的转换能级. 电子在这两个转换能级之间跃迁辐射出的能量大小与实验测量到的能量大小相符, 解释了原本发绿光的ZnTe在掺入In后发出近红外光的根本原因. 关键词： ZnTe 半导体掺杂 近红外光 第一性原理     

分子束外延生长ZnSe自组织量子点光、电行为研究

分别应用光致发光、电容电压和深能级瞬态傅里叶谱技术详细研究ZnSe自组织量子点样品的光学和电学行为.光致发光温度关系表明ZnSe量子点的光致发光热猝火过程机理.两步猝火过程的理论较好模拟和解释了相关的实验数据.电容电压测量表明样品表观载流子积累峰出现的深度(样品表面下约100nm处)大约是ZnSe量子点层的位置.深能级瞬态傅里叶谱获得的ZnSe量子点电子基态能级位置为ZnSe导带下的011eV,这与ZnSe量子点光致发光热猝火模型得到的结果一致.     

分子束外延生长ZnSe自组织量子点光、电行为研究

分别应用光致发光、电容-电压和深能级瞬态傅里叶谱技术详细研究ZnSe自组织量子点样品的光学和电学行为.光致发光温度关系表明ZnSe量子点的光致发光热猝火过程机理.两步猝火过程的理论较好模拟和解释了相关的实验数据.电容-电压测量表明样品表观载流子积累峰出现的深度(样品表面下约100nm处)大约是ZnSe量子点层的位置.深能级瞬态傅里叶谱获得的ZnSe量子点电子基态能级位置为ZnSe导带下的0.11eV,这与ZnSe量子点光致发光热猝火模型得到的结果一致.     

用ODLTS法研究ZnSe:Ga晶体中的自激活深能级

本文用光学深能级瞬态谱(ODLTS)方法研究了ZnSe:Ga晶体中的自激活(SA)深受主能级。首次用ODLTS技术测量了ZnSe:Ga晶体中与SA中心相应的深受主能级为0.65eV。文中还研究了该深受主中心在晶体中的空间分布。     

CdTe太阳电池中起因于Cu的深能级

在CdTe太阳电池中,易引入并形成Cu深能级中心. 本文采用深能级瞬态谱测试法研究了ZnTe背接触和石墨背接触CdTe太阳电池的部分深能级中心. 研究中运用密度泛函相关理论,分析闪锌矿结构CdTe,Cd空位体系和掺Cu体系的电子态密度,计算得出T_d场和C_3v场下Cu²⁺ d轨道的分裂情况. 计算结果表明,CdTe太阳电池中的E_v+0206 eV和E_v+0122 eV两个深中心来源于Cu替代Cd原子. 计算结果还表明,掺入Cu可降低CdTe体系能量. 关键词： 深能级瞬态谱 第一性原理 CdTe Cu杂质     

ZnSe晶体中Cu杂质深能级的ODLTS谱

用控制Cu杂质在ZnSe品格中占据位置的方法,成功地得到了Cu-G和Cu-R中心分别占优势的ZnSe:Cu晶体.首次用ODLTS方法测得与Cu-R和Cu-G中心相应的受主能级分别位于价带顶上0.72eV和0.30eV.     

氧空位对ZnO基(110)二维膜材料电子结构的影响研究

在密度泛函理论方法的基础上,系统研究了本征氧化锌和氧空位氧化锌的(110)二维膜材料的形成和电子结构性质.计算分析结果表明,ZnO的本征(110)二维膜比氧空位的(110)二维膜稳定性高,ZnO的(110)二维膜有失去氧的倾向.本征ZnO的(110)膜为直接带隙型材料,带隙宽度为2.3 eV,氧空位(110)膜为间接带隙型材料,带隙宽度为1.877 eV.氧空位的(110)膜导带向下移动,并且导带中的能级简并化.氧空位(110)膜材料的导带底能级有2个能谷,分别位于1.877 eV和1.88 eV,这些位置的能级有效质量比本征膜大幅度增大,这些位置的电子速度普遍较低. ZnO的(110)膜产生氧空位之后,Zn的s电子参与形成其价带顶能级.氧空位(110)膜材料中Zn-O键的混合型结合倾向增大.     

气相外延ZnSe单晶膜室温蓝色发射的复合过程

随着激发密度的增加,ZnSe外延单晶膜的室温蓝带Es′(～4650Å)表现出红移和展宽,其行为与77K时得到的相一致。在200-300K温度范围内,测得Es′谱带的热激活能为19meV,它与ZnSe晶体自由激子的束缚能20meV十分接近。上述结果从实验上进一步证明了ZnSe外延单晶膜室温蓝带Es′起源于受导带中自由电子散射的自由激子的衰减。     

可变色的ZnSe:Er3+ MIS发光二极管

本文首次利用高场和低场激发下的有效发光中心,设计和制备了随外加电压极性改变而变色的ZoSe:Er3+ MIS发光二极管。这种发光二极管在正向电压激发下得到蓝色发光,而在反向电压激发下得到绿色发光。     

C-ZnSe:Ga MS发光二极管室温蓝带的发光特性

测量了在77K和290K温度下,Au-ZnSe MIS,Au-ZnSe:Ga MIS,C-ZnSe:Ga MS和C-ZnSe MIS二极管的电致发光光谱,得到了以Au作势垒电极时通常有二个室温蓝带,而以C作势垒电极时只有一个室温低能蓝带。在77K—290K温度范围内,研究了C-ZnSe:Ga MS二极管在正向电压激发下的电致发光光谱随温度的变化。结果表明:室温低能蓝带的起因,在低温下可以归结为同时发射二个纵光学声子的自由激子的发射。文中指出,在C-ZnSe:Ga MS二极管上,观测不到室温高能蓝带,是由于晶体的吸收。由此可见,C-ZnSe:Ga MS结的室温蓝色电致发光的效率比Au-ZnSe MIS结的低得多。     

高掺杂Ga对ZnSe:Ga,Cu晶体中深中心发射的影响

本文研究了高掺杂Ga对ZnSe:Ga,Cu晶体中深中心光致发光谱带的影响。首次在高掺杂ZnSe:Ga,Cu中观察到了Cu-G带峰值位置随Ga浓度增大向长波方向移动的现象,并把它归因于高浓度的Ga和Cu相互作用,产生了谱峰为5580Å的新发射带,其半高宽(FWHM)大于Cu-G谱带的半高宽。此外还得到,随着Cu浓度增加,Cu-G带与Cu-R带强度之比减小。文中指出,Ga浓度较低时,ZnSe:Ga,Cu晶体与ZnSe:Cu晶体有相同的Cu深中心发射规律,即随着Cu浓度增大,Cu-G带与Cu-R带的强度比增大,由Cu-R发射带占优势逐渐过渡到Cu-G发射带占优势。     

气相外延ZnSe单晶薄膜的蓝色电致发光

本文在300℃—700℃温度范围内,在GaAs衬底上气相外延生长了ZnSe单晶薄膜。讨论了衬底温度对外延层电学性质及光学特性的影响。ZnSe外延层经Zn气氛热处理后,发光特性大为改善。用处理后的ZnSe外延膜做成MIS发光二极管,首次得到了室温下气相外延ZnSe单晶薄膜的蓝色电致发光。     

气相外延ZnSe单晶膜的自由激子发光

本文在77K和N2激光器3371谱线高密度激发的VPE ZnSe单晶膜上,首次得到了起因于自由激子与自由激子(Ex-Ex)散射的发光谱带(P带),理论拟合了该谱带的形状并讨论了它的发光特性。文中把在选择的VPE ZnSe外延单晶膜中得到P带的起因归结为这些ZnSe外延单晶膜的质量较高。     

真空中加热衬底对ZnSe MIS二极管电致发光的影响

本文研究了在制备ZnSe MIS二极管的绝缘层时,为了改善IS间的界面接触,在真空中加热ZnSe衬底,其结果虽然使电致发光的均匀性有所改善,却使原来的蓝色电致发光变为红色。文中着重研究了红色电致发光的起源,在液氮温度下出现的二个峰值为5350Å和6320Å的谱带应分别归结为ZnSe晶体中的铜绿(Cu-G)和铜红(Cu-R)发光中心。文中指出,真空中加热的条件,使ZnSe晶体中残留的Cu杂质从非发光中心状态转变为发光中心状态。因此,要改善ZnSe晶体蓝色电致发光的性能,进一步提高ZnSe晶体的纯度是十分重要的。     

原料纯度对VPE ZnSe单晶薄膜发光和电学性能的影响

本文叙述了原料纯度对ZnSe外延膜的发光和电学性能的影响。随原料纯度提高,ZnSe外延膜的电阻率增大,同时PL光谱中与自由激子发射有关的Es带不断增强。这就表明,在我们实验条件下,ZnSe外延层的电导载流子主要来自于原料中施主杂质的污染而不是本征施主,当衬底温度较低时,原料中施主杂质的污染要比衬底中的Ga自扩散重要得多。随着原料纯度的提高,ZnSe外延膜电阻率增加,正是由于原料中施主杂质的减少。     

ZnSe单晶质量对其高密度激发发光的影响

用经多次提纯ZnSe原料生长的ZnSe单晶在77K和高密度光激发下观测到了激子-激子(Ex-Ex)散射的P带,随激发密度增加,P带强度增加较快。而在通常的原生ZnSe单晶中只能观测到一个与激子-载流子(Ex-e)散射的Es''带,观测不到P带。经熔融锌中热处理的ZnSe单晶,在上述激发条件下,也观测到了P带。而且此带强度随热处理时间增加而增强。实验表明,P带的产生不仅与激发密度和温度有关,而且还与单晶质量有关。     

ZnSe MIS二极管蓝色电致发光的空间分布

本文研究了用ZnS多晶薄膜作绝缘层时制备的ZnSe MIS二极管,在正向电压激发下的蓝色电致发光的空间分布,在光学显微镜下观察到电致发光呈稀疏的点状分布。为了了解发光点的起因,用扫描电镜观测了二极管的二次电子像(SEI),束感生电流像(EBICI)和吸收电流像(AEI)。一个重要的发现是二极管的电致发光点(ELS)和EBICI有相当好的对应关系。文中指出了发光点的存在与绝缘层(Ⅰ)的引入有关。绝缘层一半导体(I-S)界面较大的能带失配和较差的结合,从而产生较多的无辐射复合中心,是产生稀疏发光点可能的原因。文中根据对发光点起因的分析,提出用ZnSe多晶薄膜取代ZnS多晶薄膜作绝缘层来铡备ZnSe MIS二极管。当用显微镜观察时,电致发光点呈密集分布,而用肉眼观察时是均匀的蓝色发光。文中还指出了进一步改进电致发光空间分布的可能途径。