Ge(001)衬底上分子束外延生长高质量的Ge1-xSnx合金

Ge_1-xSn_x是一种新型IV族合金材料, 在光子学和微电子学器件研制中具有重要应用前景. 本文使用低温分子束外延(MBE)法, 在Ge(001)衬底上生长高质量的Ge_1-xSn_x合金, 组分x分别为1.5%, 2.4%, 2.8%, 5.3%和14%, 采用高分辨X射线衍射(HR-XRD)、卢瑟福背散射谱(RBS) 和透射电子显微镜(TEM)等方法表征Ge_1-xSn_x合金的材料质量. 对于低Sn组分(x≤ 5.3%)的样品, Ge_1-xSn_x合金的晶体质量非常好, RBS的沟道/随机产额比(χ_min)只有5.0%, HR-XRD曲线中Ge_1-xSn_x衍射峰的半高全宽(FWHM)仅100' 左右. 对于x=14%的样品, Ge_1-xSn_x合金的晶体质量相对差一些, FWHM=264.6'. 关键词： 锗锡合金 锗 分子束外延     

Si(111)分子束外延的生长动力学过程研究

本文用反射式高能电子衍射(RHEED)强度振荡研究了不同生长温度下Si(111)分子束外延的生长动力学过程,生长温度高于520℃(生长速率约0.15?/S)时,Si(111)外延为“台阶流”生长模式,生长温度低于475℃时,外延为“二维成核”双原子层生长模式,在较低温,甚至室温时,其外延仍为双原子层模式,但是镜向弹性散射束振荡和非弹性散射束振荡的叠加会造成RHEED强度在生长的最初阶段出现“类单原子层”模式的振荡特性。 关键词：     

Si(001)衬底上分子束外延生长Ge0.975Sn0.025合金薄膜

使用低、高温两步法生长的高质量Ge薄膜作为缓冲层,在Si(001)衬底上采用分子束外延法生长出Ge_0.975Sn_0.025合金薄膜.X射线双晶衍射和卢瑟福背散射谱等测试结果表明,Ge_0.975Sn_0.025合金薄膜具有很好的晶体质量,并且没有发生Sn表面分凝.另外,Ge_0.975Sn_0.025合金薄膜在500 ℃下具有很好的热稳定性,有望在Si基光电器件中得到应用. 关键词： GeSn Ge 分子束外延 外延生长     

二维层状拓扑绝缘体材料的螺旋生长机理

<正>最近,中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室和化学与材料科学学院教授曾杰研究组在拓扑绝缘体二维层状纳米材料Bi2Se3的结构设计、合成与生长机理研究方面取得新进展。研究人员对Bi2Se3晶体的成核及生长进行了动力学调控,通过引入螺旋位错首次实现了二维层状材料的螺旋生长,将材料由分立的层状转变成连续性的螺旋条带,从而获得了一     

《自然·物理》报道拓扑绝缘体/高温超导体近邻效应研究最新成果

清华大学物理系周树云研究组、陈曦/薛其坤研究组和清华大学高等研究院姚宏研究员,最近在拓扑绝缘体和高温超导体异质界面的超导近邻效应研究中取得重要进展.他们首次利用分子束外延（MBE）在高温超导体Bi2Sr2CaCu2O8＋d（BSCCO）上制备出高质量Bi2Se3拓扑绝缘体薄膜,     

GaAs(001)衬底上分子束外延生长立方和六方GaN薄膜

采用分子束外延方法在GaAs(001)衬底上生长出了03微米厚的GaN薄膜,X射线双晶衍射和室温光荧光测试结果表明,采用GaAs氮化表面作为成核层可获得高纯度立方GaN薄膜而采用AlAs氮化表面作为成核层可获得高纯度六方GaN薄膜.这一研究结果表明在GaAs衬底上生长GaN薄膜的相结构可以通过选择不同的成核层来控制. 关键词：     

在预刻蚀的衬底上通过分子束外延直接生长出拓扑绝缘体薄膜的微器件

在利用光刻将拓扑绝缘体外延薄膜加工成微米尺寸结构的过程中,所用的各种化学物质会导致薄膜质量的下降.在实验中,通过在钛酸锶衬底上预先光刻出Hall bar形状的凸平台并以此为模板进行拓扑绝缘体(Bi x Sb1-x)2Te3薄膜的分子束外延生长,直接获得了薄膜的Hall bar微器件,从而避免了光刻过程对材料质量的影响.原子力显微镜和输运测量结果均显示该微器件保持了(Bi x Sb1-x)2Te3外延薄膜原有的性质.这种新的微器件制备方法有助于在拓扑绝缘体中实现各种新奇的量子效应,并可推广于其他外延生长的低维系统.     

用激光分子束外延在Si衬底上外延生长高质量的TiN薄膜

采用激光分子束外延技术,利用两步法,在Si单晶衬底上成功地外延生长出TiN薄膜材料.原子力显微镜分析结果显示, TiN薄膜材料表面光滑,在10 μm×10 μm范围内,均方根粗糙度为0842nm.霍耳效应测量结果显示,TiN薄膜在室温条件下的电阻率为36×10^-5Ω·cm,迁移率达到5830 cm²/V·S,表明TiN薄膜材料是一种优良的电极材料.X射线θ—2θ扫描结果和很高的迁移率均表明,高质量的TiN薄膜材料被外延在Si衬底 关键词： 激光分子束外延 TiN单晶薄膜 外延生长     

用激光分子束外延在Si衬底上外延生长高质量的TiN薄膜

采用激光分子束外延技术，利用两步法，在Si单晶衬底上成功地外延生长出TiN薄膜材料.原子力显微镜分析结果显示， TiN薄膜材料表面光滑，在10 μm×10 μm范围内，均方根粗糙度为0842nm.霍耳效应测量结果显示，TiN薄膜在室温条件下的电阻率为36×10^-5Ω·cm，迁移率达到5830 cm²/V·S，表明TiN薄膜材料是一种优良的电极材料.X射线θ—2θ扫描结果和很高的迁移率均表明，高质量的TiN薄膜材料被外延在Si衬底     

Si(111)分子束外延生长时RHEED强度振荡的观察

本文报道用反射式高能电子衍射的强度振荡测量来观察Si(111)衬底上分子束外延的生长行为,观察到了双原子层的振荡模式。振荡的衰减和恢复特性不同于Si(100)衬底上的生长行为,而同GaAs分子束外延时的特性非常相似。 关键词：     

等离子辅助分子束外延技术研究生长在Si(111)衬底的氮化镓pn结

利用等离子辅助分子束外延系统研究了生长在硅(111)衬底的氮化镓pn结,并将其应用于光学器件．硅和镁分别用做n和p掺杂,反射高能电子衍射图像显示氮化镓pn结层具有良好的表面形貌,结层厚度约为0.705 nm,且为六方结构．室温下X射线衍射对称摇摆曲线中(0002)面的ω/2θ显示,半峰宽为0.340,说明氮化镓pn结质量高．另外,在硅和镁掺杂样品中没有A1峰淬灭．光致发光光谱表明pn结样品具有良好的光学性能．镍和铝作为分别作为正面和背面的电极接触应用于光学器件,该器件的电流电压特性显示了典型的异质结整流特性．正向接触镍经过氮气中退火处理10 min,结果表明,600 oC处理的样品比400 oC处理和未经处理的样品具有更高的增益．     

GaAs(001)衬底上分子束外延生长InNSb单晶薄膜

利用射频氮等离子辅助分子束外延(RF-MBE)技术在GaAs(001)衬底上生长稀氮 InNSb半导体薄膜,并通过原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和拉曼散射光谱等测量手段对样品的微结构和N组分等进行了表征.结果显示样品有较好的晶体质量,N组分可高达0.84%(XRD的结果).本文还对样品的输运性质进行了表征,结果显示样品在室温下具有较低的载流子浓度和较高的迁移率.另外,初步研究表明在InSb中掺入N可导致其室温磁阻明显下降. 关键词： 分子束外延 稀氮半导体 X射线衍射 拉曼光谱     

SrTiO_3(001)衬底上多层FeSe薄膜的分子束外延生长

近几年,由于用分子束外延法在SrTiO_3衬底表面制备的单层FeSe具有很高的超导转变温度而引发了极大的研究热潮,随之而来的是对多层FeSe薄膜日益增长的研究兴趣.但目前还没有对成功生长高质量多层FeSe薄膜的详细报道.本文利用高能电子衍射仪(RHEED)实时监控在不同生长条件下制备的多层FeSe薄膜,发现在FeSe薄膜的生长初期,RHEED图像的强度演化基本符合台阶密度模型的描述特征,即台阶密度ρ正相关于衍射条纹强度.FeSe(02)衍射条纹的强度在第一生长周期内呈现稳定而明显的峰型振荡,而且不受高能电子掠射角的影响,最适合用来标定FeSe薄膜的厚度.结合扫描隧道显微镜对FeSe薄膜质量的原位观察,确定了制备多层FeSe薄膜的最佳生长条件,为FeSe薄膜的物性研究提供了重要的材料基础.     

高能电子衍射研究H钝化偏角Si衬底上Si,GexSi1-x的分子束外延生长模式

用高能电子衍射(RHEED)研究H钝化偏角Si衬底上Si,Ge_xSi_1-x材料的分子束外延(MBE)生长模式,发现经低温处理的H钝化Si衬底上要经过10nm左右的Si生长才能获得比较平整的表面.Si,Ge_xSi_1-x外延时的稳定表面均以双原子台阶为主,双原子台阶与单原子台阶并存的结构.Si双原子台阶上的Si二聚体列(dimerrow)取向垂直于台阶边缘,而Ge_xSi_1-x双原 关键词：     

界面生长中断对GaAs (111)衬底上AlGaAs/GaAs量子阱电子自旋寿命的影响

用固源分子束外延技术(SSMBE)在GaAs(111)衬底上,采用不同的界面中断时间生长了多组AlGaAs/GaAs多量子阱样品(MQWs),通过室温发光光谱和时间分辨克尔旋转谱(TRKR)研究了界面生长中断对发光光谱半峰全宽(FWHM)和量子阱中电子自旋弛豫时间(自旋寿命)的影响,发现了自旋寿命随着界面生长中断时间的增加呈现先减小后增加的趋势,此变化趋势与荧光光谱半峰全宽表征的材料质量随中断时间的变化一致,适当的界面生长中断时间能有效的增加GaAs (111)衬底上AlGaAs/GaAs 多量子阱中电子自旋寿命。     

Ag在Si(111)表面二维生长有序化动力学研究

利用自制的高分辨率衍射斑角分布测量仪对低能电子衍射斑进行测量,研究Ag在Si(111)表面的有序化规律.结果表明,Ag3^1/2畴在生长过程中,满足标度不变性,是一种自相似的生长过程,在生长初期,它的生长指数近似为1/2,并提出了Ag从Ag(111)岛向外扩散形成Ag3^1/2畴的生长机制.还提出利用光助退火以在较低温度下获得完善的表面结构.     

图形化Silicon-on-Insulator衬底上分子束外延生长可动GaN微光栅的研究

GaN材料作为第三代半导体材料,具有宽禁带、直接带隙、耐腐蚀等优点,是一种非常有前景的MOEMS材料。由于GaN的刻蚀目前尚未成熟,因此图形化外延生长法是一种较好的选择。本文基于SOI(silicon-on-insulator)基片,利用硅的微加工技术和图形化GaN分子束外延生长工艺,设计并加工了工作在太赫兹波段的、可以在二维方向上运动的SOI基GaN光栅。光栅周期为16μm,光栅宽度为6μm,峰值位置为25.901μm。通过仿真优化,设计的微驱动器在水平电压220V时,水平方向上的位移为±7.26μm;垂直方向加200V电压时,垂直位移2.5μm。为了研究在图形化SOI衬底上外延生长的InGaN/GaN量子阱薄膜的光学性能,用激光拉曼光谱仪对薄膜进行了光致发光光谱实验。实验结果表明,InGaN/GaN量子阱薄膜具有良好的发光性能,其发光范围为350~500nm,覆盖了紫外光到黄绿光。由于局域态效应与禁带收缩的作用,随着环境温度由10K升高至室温,薄膜的PL光谱的峰位呈现"S"形变化趋势。     

在a-平面蓝宝石衬底上分子束外延生长的ZnO和ZnMgO材料结构和光学性质(英文)

氧化锌材料是新一代宽禁带光电子半导体材料,我们通过等离子体分子束外延设备,在a plane的蓝宝石衬底生长了高质量的氧化锌外延材料。在生长过程中用反射高能电子束衍射仪(RHEED),在位地研究了生长时材料薄膜的表面形貌。通过调节ZnMgO材料镁的组份,生长了禁带宽度可调的宽禁带材料。用紫外-可见透射光谱研究了ZnO,Zn0.89Mg0.11O和Zn0.80Mg0.20O薄膜材料的透射和吸收光谱性质,观察到Zn0.89Mg0.11O,Zn0.80Mg0.20O材料的吸收边的蓝移现象等。以上说明了我们用分子束外延生长 收稿日期:2003 07 22·09·　　第1期StructuralandOpticalCharacterizationofZnOandZnMgOFilmsona-planesapphiresbyMolecularBeamEpitaxy2004年设备成功的生长了高质量的氧化锌和组份渐变的ZnMgO薄膜材料。     

生长在p-GaAs衬底上的ZnO基异质结二极管电致发光(英文)

利用等离子体辅助分子束外延在p型砷化镓衬底上制备了ZnO异质结发光二极管。实验表明:GaAs与ZnO之间的氧化镁绝缘层能够有效改善器件光电性能,I-V特性的研究表明该器件具有良好的整流特性,开启电压为3 V,电致发光光谱由一个紫外发光峰和一个可见发光带构成,其来源分别为ZnO层中近带边缺陷以及深能级缺陷相关的辐射复合。     

分子束外延生长[111]晶向CdTe的研究

本文采用分子束外延(MBE)方法在BaF₂衬底上直接外延生长了CdTe(111)薄膜. 反射高能电子衍射(RHEED)实时监控生长表面, 衍射图样揭示了CdTe(111)在BaF₂表面由二维生长向三维生长的变化过程．XRD表征验证了外延生长的CdTe薄膜的单晶性质．由红外透射光谱测量和理论拟合相结合, 得到了CdTe外延薄膜室温带隙宽度E_g=1.511 eV.