碳硅共掺杂p型AlN的光电性能研究

在SiC衬底上生长了碳硅共掺杂p型AlN晶体,通过X射线衍射、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光(PL)光谱、霍尔测试对碳硅共掺杂p型AlN晶体的结构、光学及电学性能进行了综合研究。通过XPS测试分析(尤其是对样品中Si 2p和C 1s的XPS谱分析)发现,样品中C替代N成为受主,而Si替代Al成为施主。样品的PL谱主要包括两个特征发射峰,分别来自于C、Si在AlN中形成的复合物V N-C N和C N-Si Al。     

用X射线衍射法测定氮化镓马赛克结构中的面内扭转角

Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体材料在发光二极管、激光器和探测器方面有着广泛的应用,采用高分辨X射线衍射来测定用金属有机化学气相沉淀法在蓝宝石衬底上生长的氮化镓外延层马赛克结构的扭转角,分别研究了(0002)、(1013)、(1012)、(1011)、(2021)五个面的X射线摇摆曲线,并且用Pseudo-Voigt方程拟合每一个面的摇摆曲线,我们利用外推法很方便地测得氮化镓外延薄膜的面内扭转角。另外我们采用同步辐射X射线掠入射衍射对样品进行(1100)面反射φ扫描直接测得面内扭转角,对第一种方法进行验证,两种方法测量结果相同。从而提供一种简单、方便的GaN外延层的面内扭转角的测试方法,为深入研究GaN材料奠定良好基础。     

不同极性6H-SiC表面石墨烯的制备及其电子结构的研究

在超高真空设备中,采用高温退火的方法在6H-SiC两个极性面(0001)和(000 1 - )面(即Si面和C面)外延石墨烯(EG). 利用低能电子衍射(LEED)和同步辐射光电子能谱(SRPES)对样品的生长过程进行了原位研究,而后利用激光拉曼光谱(Raman)和近边X射线吸收精细结构(XANES)等实验技术对制备的样品进行了表征. 结果表明我们在两种极性面均制备出了质量较好的石墨烯样品. 而有关两种石墨烯的对比性研究发现:Si面EG呈同一取向而C面EG呈各向异性;Si面EG与衬底存在类似 关键词： 石墨烯 6H-SiC 同步辐射 电子结构     

HT-6B托卡马克装置上的硬X射线起伏测量

用NaI(Tl)晶体闪烁探测器和金硅面垒型半导体探测器,在HT-6B托卡马克装置上对X射线起伏进行了相关测量。观测了硬X射线发射和起伏锯齿波形。实验证实:在2—25kHz频区内的硬X射线起伏也是MHD扰动所致。 关键词：     

金属有机物化学气相沉积生长的a(11-20)面GaN三角坑缺陷的消除研究

用金属有机物化学气相沉积方法在r面蓝宝石上生长了非极性a面GaN薄膜,通过采用AlGaN多量子阱插入层,得到了高质量的非极性GaN材料.用原子力显微镜和高分辨X射线衍射仪研究了a面GaN的表面形貌和结晶质量,发现非极性材料上典型的三角坑缺陷被消除,(11-20)面X射线双晶摇摆曲线的半峰宽为680″.     

溶胶-凝胶法制备ZnO纳米薄膜的工艺和应用

ZnO是一种重要的功能材料和新型的Ⅱ-Ⅵ族宽禁带半导体材料.采用溶胶-凝胶(Sol-gel)工艺在Si(100)、Si(111)和c面蓝宝石衬底上成功制备出高质量的ZnO纳米薄膜,并用XRD、SEM、AFM等方法研究了薄膜的特性.首次以制备的ZnO纳米薄膜为缓冲层,在n型Si(100)衬底上采用低压化学气相沉积(LPCVD)工艺外延生长了SiC薄膜,得到了低载流子浓度、高电子迁移率和高空穴迁移率的两种SiC薄膜样品,分析了该薄膜的性能.     

金属有机物化学气相沉积生长的$lt;i$gt;a$lt;/i$gt;(1120)面GaN三角坑缺陷的消除研究

用金属有机物化学气相沉积方法在r面蓝宝石上生长了非极性a面GaN薄膜,通过采用AlGaN多量子阱插入层,得到了高质量的非极性GaN材料. 用原子力显微镜和高分辨X射线衍射仪研究了a面GaN的表面形貌和结晶质量,发现非极性材料上典型的三角坑缺陷被消除,（1120）面X射线双晶摇摆曲线的半峰宽为680″. 关键词： GaN 原子力显微镜 高分辨X射线衍射仪 非极性     

分子束外延生长的极性与非极性BeZnO薄膜的比较研究

采用分子束外延设备在不同晶面蓝宝石衬底上(c面,a面,r面)生长BeZnO薄膜。使用复合缓冲层生长得到了高质量的BeZnO薄膜,X射线衍射半高宽达到600 arcsec。在c面与a面蓝宝石衬底上生长得到了极性BeZnO薄膜,在r面蓝宝石上生长得到了非极性BeZnO薄膜。共振拉曼光谱测试结果表明薄膜中的Be含量在同一水平。相对于c面与a面蓝宝石上的极性BeZnO薄膜,生长在r面蓝宝石衬底上的非极性BeZnO薄膜具有较大的表面粗糙度以及较大的半高宽,但是其光致发光谱中的紫外发光峰远远强于极性BeZnO薄膜,并且黄绿光发光峰弱于极性BeZnO薄膜。     

吡嗪分子在硅(100)面吸附构型的XPS和NEXAFS谱理论研究（英文）

本文利用X射线谱研究了吡嗪(C_4H_4N_2)分子共价吸附于硅(100)面的几种吸附构型的几何结构和电子结构.利用密度泛函理论结合团簇模型,对预测的吸附结构的碳K壳层(1s)X射线光电子能谱(XPS)和近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)谱进行了模拟.计算结果阐明了XPS和NEXAFS谱与不同吸附构型的对应关系.与XPS谱相比,NEXAFS谱对所研究的吡嗪/硅(100)体系的结构有明显的依赖性,可以很好地用于结构鉴定.根据碳原子的分类,研究了在NEXAFS光谱中不同化学环境下碳原子的光谱成分.     

杂化X射线探测器的优势与进展（英文）

占主导地位的X射线探测器主要分为直接半导体型X射线探测器和间接闪烁体型X射线探测器。近年来，杂化X射线探测器通过结合半导体和闪烁体材料的优势而出现。作为活性层的混合半导体和闪烁体导致了不同的工作机制。两相之间电荷/能量转移可以避免闪烁体的余辉效应。并且闪烁体的存在也优化了半导体材料的性能。本文总结了杂化X射线探测器的机制、进展和协同效应，以突出杂化X射线探测器的优势。根据不同的工作机制和各自的特点，我们详细讨论了三种类型的杂化X射线探测器。最后，我们对杂化X射线探测器存在的局限性和未来的发展方向进行了展望。     

复合X射线激光空间特性的研究

本文研究了类锂硅离子和类钠铜离子两种复合X射线激光的增益空间分布,结果表明复合X射线激光的增益出现在离靶面一定距离的中等等离子体电子密度区,而近靶面高密度区存在自吸收现象.     

N极性GaN薄膜的MOCVD外延生长

采用MOCVD技术在c面蓝宝石衬底上外延制备了N极性GaN薄膜。通过KOH腐蚀的方法判定了GaN外延薄膜的极性。通过X射线双晶衍射(XRD)摇摆曲线和光致荧光(PL)谱测试研究了成核层生长时间对N极性GaN薄膜晶体质量和发光性能的影响。研究结果表明,成核层生长时间为300 s时,N极性GaN薄膜样品的位错密度最低,发光性能最好。采用拉曼(Raman)光谱对样品的应变状态进行了分析。     

吡嗪分子在硅(100)面吸附构型的XPS和NEXAFS谱理论研究

本文利用X射线谱研究了吡嗪(C₄H₄N₂)分子共价吸附于硅(100)面的几种吸附构型的几何结构和电子结构. 利用密度泛函理论结合团簇模型,对预测的吸附结构的碳K壳层(1s)X射线光电子能谱(XPS)和近边X射线吸收精细结构(NEXAFS)谱进行了模拟. 计算结果阐明了XPS和NEXAFS谱与不同吸附构型的对应关系. 与XPS谱相比,NEXAFS谱对所研究的吡嗪/硅(100)体系的结构有明显的依赖性,可以很好地用于结构鉴定. 根据碳原子的分类,研究了在NEXAFS光谱中不同化学环境下碳原子的光谱成分.     

X,γ射线谱仪用的半导体探测器

半导体探测器是六十年代发展起来的一种新型探测器.随着硅、锗单晶性能的提高,硅(锂)[Si(Li )]、锗(锂)[Ge(Li)]及高纯锗[HPGe]探测器的制备工艺日趋完善.与此同时,随着电于学线路的改进,Si(Li),Ge(Li),HPGe探测器及低噪声电子学线路和低温装置所组成的X,γ射线谱仪性能得到迅速提高。逐渐发展成高热率、高能量分辨率的X,γ谱仪,这就使应用γ射线核能谱学增添了新的实验数据,同时使微量及痕量元素分析技术达到了新的水平. 半导体探测器一般又称固体探测器[1],它实质上是由一块半导体材料所组成的电离室.对核谱仪用的探测器的基本要求…     

利用MOCVD在r面蓝宝石上生长的α面GaN中两步AlN缓冲层的优化

采用两步AlN缓冲层(一层低温AlN和一层高温AlN)在r面蓝宝石衬底上生长了非极性的α面GaN,并利用高分辨X射线衍射和光致荧光谱对所生长的材料进行了研究.两步AIN缓冲层在我们之前的工作中已被证明比单步高温AlN或低温GaN缓冲层更有利于减小材料各向异性和提高晶体质量,本文进一步优化了两步AlN缓冲层的结构,并得到了各向异性更小,晶体质量更好的α面GaN薄膜.分析表明,两步AlN缓冲层中的低温AlN层在减小各向异性中起着关键作用.低温AlN层能抑制了优势方向(c轴)的原子迁移,有利于劣势方向(m轴)的原子迁移,从而减小了Al原子在不同方向迁移能力的差异,并为其后的高温AlN缓冲层和GaN层提供"生长模板",以得到各向异性更小、晶体质量更好的α面GaN材料.     

纯物质的光谱分析

一现代工业,特别是半导体、原子能工业和火箭技术的迅速发展,都要求有高纯度的材料。例如作为半导体重要材料之一的硅,有一个杂质原子存在于10~8--10~9个硅原手中,则硅晶体的导电性质显著地发生改变,即一克的硅中,合有10~(-13)克的杂质,硅晶体的性质就要受到影响。一般的半导体材料,杂质浓度达到10~(-6)—10~(-7)％时,就严重地改变它的结构和特性,以致不能作合用的半导体元件的原材料。原子能技     

硅器件工艺过程中晶体滑移位错的引入和演变

半导体材料硅中存在的原生晶体缺陷(如位错、层错、旋涡缺陷)及半导体硅器件加工工艺过程中的诱生晶体缺陷(如外延层错、热氧化杆状缺陷、扩散导致的缺陷)都会给器件带来有害的影响.为了揭示缺陷是如何影响材料的结构和器件的性能,人们必须设法观察缺陷的位错、形貌,并研究它们是如何引入和演变的. 我们在60kw旋转阳极X光机上,用X射线形貌技术[1]跟踪双极集成电路基本工艺──外延、氧化、扩散过程,观察晶体滑移位错的引入和演变,并研究了滑移位错与器件成品率之间的相关性.在这方面,国内外都有过很好的工作[2,4],现将我们的实验结果报告如…     

基于三轴X射线衍射方法的n-GaN位错密度的测试条件分析

三轴X射线衍射技术广泛应用于半导体材料参数的精确测试,然而应用于纤锌矿n-GaN位错密度的测试却可能隐藏极大的误差.本文采用三轴X射线衍射技术测试了两个氢化物气相外延方法生长的n-GaN样品,发现两样品对应衍射面的半高全宽都基本一致,按照镶嵌结构模型,采用Srikant方法或Williamson-Hall方法,两样品的位错密度也应基本一致.但van der Pauw变温霍尔效应测试表明,其中的非故意掺杂样品是莫特相变材料,而掺Si样品则是非莫特相变材料,位错密度有数量级的差别.实验表明,位错沿晶界生长导致的晶粒尺寸效应,表现为三轴X射线衍射技术检测不到晶界晶格畸变区域的位错,给测试带来极大误差,这对正确使用Srikant方法和Williamson-Hall方法提出了测试要求.分析表明,当扭转角与倾转角之比β_(twist)/β_(tiit)≥2.0时,Srikant方法是准确的,否则需进一步由Williamson-Hall方法确定晶粒大小(面内共格长度L//),当L//≥1.5μm时,Srikant方法是准确的.     

最新科技动态

第一种纯碳磁体:碳纳米海绵碳纳米海绵是几年前发现的第五种稳定碳结构(其他4种是石墨、钻石、C60和碳纳米管),已知最轻的固体之一,其比重仅 2mg/cm3.在 2004 年3月份美国物理学会的会议上,科学家声称这种海绵是铁磁体,当然,它还是一种半导体,这种铁磁性半导体对于设计应用器件是非常有吸引力的.研究者通过分析海绵的微结构发现它是七角形,即 7 个角、7 个棱的多面体,具有未配对电子———不成键且具有磁矩———导致磁性.他们预言这种新磁性可推广到由另外两种非磁性元素:硼和氮组成的纳米化合物上.(Nature 2004.9)X射线电影科学家最…     

利用MOCVD在r面蓝宝石上生长的α面GaN中两步AlN缓冲层的优化

采用两步AlN缓冲层(一层低温AlN和一层高温AlN)在r面蓝宝石衬底上生长了非极性的α面GaN,并利用高分辨X射线衍射和光致荧光谱对所生长的材料进行了研究.两步AIN缓冲层在我们之前的工作中已被证明比单步高温AlN或低温GaN缓冲层更有利于减小材料各向异性和提高晶体质量,本文进一步优化了两步AlN缓冲层的结构,并得到...