GaAs,GaP中的深杂质能级

1、前言 对于半导体中深杂质能级的研究,近年来又重新活跃起来了。尤其是GaAs、GaP等发光材料中的深杂质能级,它决定发光效率的老化特性,对器件应用也很重要。同时由于深杂质能级同晶体缺陷(主要是点缺陷)之间有关系,也是表征晶体质量的参数之一。相对过去只用浅杂质浓度和迁移率来评价晶体的电学特性来说,深杂质能级的测定将会成为今后估价晶体的有力手段,因此,有必要建立可靠而简单的测量方法。 有关深杂质能级的理论研究固体物理领域中很早就进行过,但也有很多不清楚的地方。特别是有关半导体中陷阱中心的量子力学性质还很不清楚。目前还没有关于某些中心是发光还是非发光的理论论述。有关陷阱的中心理论是五十年代碱卤化物中的色心特性,特别是关于     

半导体中的杂质能级

对于深能级杂质,通常的有效质量近似已不再成立。本文由Bloch波函数出发,应用赝势的概念,证明了杂质波函数及能级满足一等效的薛定谔方程。其中除包含通常的长程库仑位势外,还有一短程位势,后者随不同杂质原子而异。对浅能级杂质,它引起谷-轨道分裂,但对深能级杂质,它已不能看成微扰项了。我们讨论了这部分短程位势对杂质束缚能级的影响。只有当等效势阱深到足以单独地引起电子的共振散射或束缚态时,它对杂质束缚能级才有很明显的影响,束缚能级随此势阱加深而迅速增加。此外可以证明,短程作用的带间矩阵元可以近似用一等价带内排斥势来代替,当束缚能接近禁带宽度时,带间作用影响很大。我们指出,带间作用可以解释为什么杂质能够同时俘获电子和空穴。通过一个简单的例子,我们进行了具体的数值计算,并进一步分析了短程作用的影响。最后我们利用这个简单模型讨论了Cu,Ag,Au在Ge中的能级。     

二维GeSe纳米片五族和七族原子掺杂的受主和施主杂质态（英文）

采用第一性原理的计算方法研究GeSe纳米片结构掺杂Ⅴ和Ⅶ族元素对其电子结构、形成能和跃迁能级的影响.结果表明:无论是掺杂Ⅴ族还是Ⅶ族元素,体系的形成能均随杂质半径的增加而增加.Ⅴ族元素掺杂体系的跃迁能级随杂质原子半径的增加而降低,而Ⅶ元素掺杂的体系却随杂质原子半径的增加而增加.其中,F、Cl、Br和I的掺杂为n型施主浅能级杂质,而N、P和As掺杂为p型受体深能级杂质.为相关的实验研究提供了理论参考.     

二维GeSe纳米片五族和七族原子掺杂的受主和施主杂质态

采用第一性原理的计算方法研究GeSe纳米片结构掺杂V和VII族元素对其电子结构、形成能和跃迁能级的影响.结果表明：无论是掺杂V族还是VII族元素,体系的形成能均随杂质半径的增加而增加.V族元素掺杂体系的跃迁能级随杂质原子半径的增加而降低,而VII元素掺杂的体系却随杂质原子半径的增加而增加.其中,F、Cl、Br和I的掺杂为n型施主浅能级杂质,而N、P和As掺杂为p型受体深能级杂质.为相关的实验研究提供了理论参考.     

光导开关中深能级杂质对输出脉冲影响的研究

本文从理论上分析了光导开关中深能级杂质对其输出特性的影响,研究结果表明,光导开关中的深能级杂质有利于输出电脉冲的压缩.     

深能级瞬态谱仪

一、引言众所周知,如果在半导体中存在着某些杂质或缺陷,相应地在半导体的禁带中就出现一些能级．离开导带底较远或者离开价带顶较远的能级,都称为深能级．深能级的存在对于半导体的电学、光学和热学性质都有深刻的影响．对二极管和晶体管的开关特性与击穿特性,对发光二极管及半导体激光器的量子效率和使用寿命,对发光二极管的发光颜色以及电荷耦合器件的电荷转移效率等方面,深能级杂质和缺陷都有重要的甚至是决定性的影?...     

Sb掺杂SrTio3透明导电薄膜的光电子能谱研究

用X射线光电子能谱和同步辐射光电子能谱研究了Sb掺杂的钙钛矿型氧化物SrTi1-xSbxO3(x=0.05,0.10,0.15,0.20)薄膜的电子结构.薄膜由紫外脉冲激光淀积在SrTiO3(001)单晶衬底上.该薄膜系列在可见光波段透明,透过率均超过90%.其导电性与掺杂浓度有关,当Sb掺杂浓度x=0.05时,薄膜显示金属型导电性.X射线光电子能谱和同步辐射光电子能谱研究结果表明,Sb掺杂在母化合物SrTiO3的禁带内引入了浅杂质能级和深杂质能级.浅杂质能级上的退局域化电子离化到导带中会产生一定的传导电 关键词： 光电子能谱 光学透过率 脉冲激光沉积薄膜     

近代物理讲座第十讲 半导体中的能带与能级

为什么金属与绝缘休起不到半导体的作用？为什么各种半导体材料的性能有这样大的差异？要回答这些问题就需要了解半导体能带结构与金属及绝缘体有什么不同,也需要了解各种半导体的能带结构有什么特点．不管用什么方法生长的半导体晶体,都不可能绝对纯净和完美无缺,总存在一些杂质与缺陷．杂质与缺陷会在半导体的禁带之中引入深浅不同的能级,浅能级与深能级都对半导体的性质有重要影响,但它们的性质与影响方面是很不一样的?...     

半导体中的杂质能级

分析了杂质原子在半导体中的成键情况,我们在一般能带波函数中混入部分分子型局域波函数,从而得到带有修正项的有效质量方程。在简单能带结构情况下,我们讨论了电离能与原子性质的关系,及由浅能级向深能级的转化。进而分析了由于Ge、Si中导带各极值所产生的谷轨道分裂。对浅能级,由于键间相互作用,电离能可以有相对较大的修正,但波函数却变化很小,这与电子自旋共振超精细结构的实验结果一致。 关键词：     

形变Si,Ge中的深能级

对生长在合金衬底上的形变Si或Ge中由替位原子或空位缺陷产生的深能级进行了研究。其中形变体材料的电子结构用经验的紧束缚方法进行计算,缺陷能级采用格林函数法进行计算出。结果表明,晶格中的形变使原来类p的T₂能级发生分裂,其数值随形变的增加而增大。形变还造成Si和Ge的价带顶有较大的上升,从而使某些杂质的缺陷能级由深能级变为共振能级。 关键词：     

Ⅳ族元素与Ⅲ-Ⅴ族化合物中浅受主的能谱

研究纯净半导体的边缘发光光谱能提供有关浅杂质能级的详细资料,以补充和完善从红外杂质吸收测量得到的资料。研究自由电子到受主的跃迁和施主受主对谱带可以得到浅受主离化能的精确数值。研究束缚激子发光中的“双空穴”(two-hole)跃迁可得到受主激发态的精确能级。     

深能级杂质对InGaAsP/InP发光管输出功率饱和性的影响

本文从文献测得InGaAsP材料中存在着较大的俘获截面、较高的深能级杂质(或缺陷)浓度的事实出发,应用了文献(13)所提出的深能级引起的多声子非辐射复合模型,在此模型基础上,使用了一系列与多声子复合有关的关系式,从理论和实验上证实了考虑多声子复合对LED输出功率饱和性影响的必要性。讨论了深能缀杂质(或缺陷)的能级及其浓度对注入电流I与载流子寿命τ、内量子效率qηi,输出功率间关系的影响。也讨论了温度的影响。研究了各参数闯相互关系,并找出了影晌饱和性的原因所在。     

CdS/CdTe薄膜太阳电池的深能级瞬态谱和光致发光研究

用深能级瞬态谱和光致发光研究了无背接触层的CdS/CdTe薄膜太阳电池的杂质分布和深能级中心.得到了净掺杂浓度在器件中的分布.确定了两个能级位置分别在E_V+0365 eV和E_V+0282 eV的深中心,它们的浓度分别为167×10¹² cm^-3和386×10¹¹ cm^-2,俘获截面分别为143×10^-14cm²和153×10^-16cm².它们来源于以化学杂质形式存在的Au和（或）Te_Cd^-复合体,或与氩氧气氛下沉积CdTe时的氧原子相关. 关键词： 深能级瞬态谱 光致发光 CdS/CdTe太阳电池     

镓铝砷LED中的深能级及其对光电特性的影响

众所周知,杂质缺陷对半导体器件性能有很大的影响,所以引起人们极大的兴趣。所谓深能级,一般是指不易离化、电离能超过几个kT的能级。象半导体中Cu,Fe,Co,Ni过渡金属,氧,空位及其络合物都能形成电离能较大的深能级。     

Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中的深能级杂质缺陷

本文综述了近十多年以来对Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中深能级杂质缺陷的研究工作。讨论了深能级杂质缺陷对Ⅲ-Ⅴ族化合物材料与器件的性能的重要影响。介绍了结谱法、光致发光与电子自旋共振等几种研究深中心的方法在研究Ⅲ-Ⅴ族化合物时的某些特点。评述了对砷化镓、磷化镓和磷化铟及某些Ⅲ-Ⅴ族混晶中的一些深中心所取得的研究成果。     

氧空位浓度对ZnO电子结构和吸收光谱影响的研究

目前,氧空位对ZnO形成杂质能级的研究结果存在相反的结论,深杂质能级和浅杂质能级两种实验结果均有文献报道,并且,在实验中高温加热的条件下,氧空位体系ZnO中导带自由电子增加的来源认识不足.为了解决此问题,本文采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,建立了纯的与两种不同氧空位浓度ZnO超胞模型,分别对模型进行了几何结构优化、态密度分布、能带分布、布居值和差分电荷密度的计算.结果表明,氧空位浓度越大,系统能量越上升、稳定性越下降、形成能越高、氧空位越难、导带越向低能方向移动、电子跃迁宽度越减小、吸收光谱越红移.这对设计制备新型氧空位ZnO体系光学器件有一定的理论指导作用.     

Zn0.04Cd0.96Te中深能级的红外光电导谱研究

应用红外光电导谱研究半绝缘p型Zn_0.04Cd_0.96Te中的深能级,在温度从4.2到165K范围内,观察到了位于0.24,0.34,0.38,0.47,0.55和0.80eV处6个光电导响应峰.结合4.2K下光致发光谱的测量结果以及对Zn_xCd_1-xTe中深能级发光光谱、深能级瞬态谱等已有的研究结果,对这些响应峰对应的深能级特性进行了讨论 关键词： xCd_1-xTe')" href="#">Zn_xCd_1-xTe 光电导 杂质 深能级     

Ce:BaTiO3晶体中两个深陷阱能级引起的光折变光栅暗衰减特性

对Ce:BaTiO3晶体中光折变光栅的暗衰减特性进行了实验研究，观测到了晶体禁带中的Fe离子和Ce离子两个深陷阱能级同时参与了光折变过程。在单深能级模型和浅－深能级模型的基础上，提出了简化的双深能级模型，并根据该模型定量地分析了Fe离子和Ce离子每个深陷阱能级在不同光栅波矢、不同光栅写入光强时对总空间电场以及光折变光栅的贡献。     

深能级杂质对光导半导体开关非线性特性的影响

建立了非线性GaAs光导开关深能级杂质瞬态模型的基本方程,获得了与实验现象定性吻合的电流输出,给出了平均载流子随时间演化的情况.分析结果表明,在考虑了深能级杂质的俘获、发射和碰撞电离后,有可能对非线性光导开关中发生的一系列现象做出解释,进一步的仔细分析将对非线性光导开关的设计和制作提供理论指导.     

有限深抛物势量子环类氢杂质能级

在有效质量近似下,用微扰法研究InAs量子环内类氢杂质基态及低激发态的能级.受限势采用有限深抛物型势,在二维平面极坐标下,用薛定谔方程的解析解计算.数值结果显示:在抛物势平台区,类氢杂质能级不随电子径向坐标改变,并具有二维氢原子能级的特征;在有限深抛物势区,电子能级敏感地依赖于量子环半径,能级存在极小值,这是由于限制势采用抛物势的结果.如果减小环的半径,可以增加能级间距;简并能级发生分裂并且间距随半径增大而增大,第一激发态的简并没有消除,第二激发态的简并被部分地消除.本文结果对研究量子环的光跃迁及光谱结构有指导意义.