在p~+GaAs体单晶材料上进行的NEA活化实验

NEA活化实验是利用体单晶材料进行的,未经任何外延或真空解理手续。为确立活化工艺,特别是表面清洁处理规范,作了相应AES分析。借助于测量样品附近高纯Al的熔点以校准及控制样品表面的温度。在不太好的本底真空(2×10~(-7)—6×10~(-7)Pa)条件下,活化好的GaAs样品之白光光电灵敏度可达1000μA/lm以上。     

环境透射电镜中电子束活化气体在材料表面改性方面的机理及应用研究

随着原位透射电子显微技术的不断发展与成熟,在近使役环境中对材料进行高空间与高时间分辨率下的研究得以广泛开展。而环境透射电镜(Environmental transmission electron microscope, E-TEM)与材料真实服役环境的一个重要区别在于所引入的环境气氛和样品材料本身都不可避免地受到电子束辐照的影响,因此多数研究都聚焦在如何降低或消除电子束辐照对研究结果的负面干扰。但实际上E-TEM中高能电子束可以起到较强的“催化”作用,从而激发出一些原本只有在苛刻条件下才能出现的现象或反应,助力材料改性、新材料合成及相应的微观反应机理的原位研究。本文以近几年作者所在研究团队及合作者利用E-TEM中电子束活化CO₂和H₂气体分子在提升活泼金属耐蚀性、稳定性、辅助陶瓷的室温焊接及样品表面原位清洁等方面的具体应用为例,对电子束促进气固反应、改性材料表面及相关机理进行了介绍,并结合相关实验研究提出了固体表面吸附对电子束诱导气体活化过程的关键作用,更新了之前人们对电子束是通过提高游离态气体反应活性影响气-固间相互作用的认知。     

GaAs基GaSb体材料及InAs/GaSb超晶格材料的MBE生长

采用分子束外延方法在GaAs(100)衬底上生长GaSb体材料,以此GaSb为缓冲层生长了不同InAs厚度的InAs/GaSb超晶格,其10K光致发光谱峰值波长在2.0～2.6 μm.高分辨透射电子显微镜观察证实超晶格界面清晰,周期完整.     

GaAs基GaSb体材料及InAs/GaSb超晶格材料的MBE生长

采用分子束外延方法在GaAs(100)衬底上生长GaSb体材料,以此GaSb为缓冲层生长了不同InAs厚度的InAs/GaSb超晶格,其10K光致发光谱峰值波长在2.0～2.6 μm.高分辨透射电子显微镜观察证实超晶格界面清晰,周期完整.     

Ag纳米颗粒对Er3+/Tm3+/Yb3+共掺铋锗酸盐玻璃上转换发光特性的影响

采用传统熔融淬冷法制备了系列Er³⁺/Tm 3+/Yb³⁺共掺复合Ag纳米颗粒的铋锗酸盐玻璃样品。从吸收光谱中 确定了Ag纳米颗粒表面等离子体共振(SPR)峰位于545nm附近;透射 电镜(TEM)图像中观察到均匀分布的Ag纳米颗粒,尺寸 约为6～18nm。研究了纳米Ag含量对Er3＋/Tm3＋ 共掺复合Ag纳米颗粒铋锗酸盐玻璃上转换发光特性的影响,结果表 明,Tm³⁺离子472nm处的上转换蓝光、Er³⁺离子525nm处的上转换绿光、543nm处的上转换 绿光和661nm处的上转换红光发光强度在AgCl含量的质量百分数为 1%时达到最大值,与未掺杂AgCl的基质玻璃相比,分别提高了约3.2、3.8、5.4倍。     

基于VO2、NaF和TiO2材料的红外线超宽带吸收器

设计了一种基于VO₂、NaF和TiO₂材料的红外线超宽带可调吸收器,并采用有限元方法对其吸收特性进行了分析。结果表明：当入射波垂直入射时,吸收率对偏振角不敏感。在21～25μm及35～43μm波长范围内,吸收率可以达到99.8%。在12～51μm范围内,吸收率可以达到90%。在0～55°入射角范围内,横磁(TM)波在12～52μm波长范围内,横电(TE)波在20～45μm波长范围内,吸收率均可达到80%以上。获得宽带吸收的主要原因是表面等离子体共振效应。通过改变VO₂的电导率,可以调节吸收器的吸收率,实现吸收率的可调性。所设计的红外线超宽带吸收器具有优良的吸收性能,在传感、探测及能量收集和转化等方面具有潜在的应用价值。     

Nd3+:Gd3Ga5O12单晶的能级和晶体场计算

测试了Nd3+:GGG单晶在可见和近红外波段的吸收光谱,并分析指认了它的实验能级,通过从头计算的DV-Xa方法计算得到了它的晶体场参数和旋轨耦合参数。用Nd3+:GGG在77K和300K的156个、88个实验能级,拟合了它的自由离子参数和晶体场参数,均方根误差（即拟合精度）σ分别为15.79和 11.48 cm-1。结果表明晶体场参数的拟合结果和从头计算值符合的很好。最后比较了拟合得到的Nd3+:GGG和已报道Nd3+:YAG 的自由离子参数和晶体场参数。     

导模法生长的β-Ga2O3单晶的位错腐蚀坑显露面

β-Ga₂O₃单晶作为高压大功率器件的衬底,其位错密度直接影响器件的漏电特性,位错腐蚀坑显露面与外延生长密切相关。β-Ga₂O₃单晶属于单斜晶系,对称性低,研究不同晶面位错腐蚀坑的形状与显露面难度较高。对采用导模(EFG)法生长的(001)、■和(010)面β-Ga₂O₃晶片进行腐蚀,采用扫描电子显微镜(SEM)观测腐蚀坑形貌,采用共聚焦激光扫描显微镜对显露面与表面晶面之间的夹角进行表征,根据测试结果可推算出腐蚀坑显露面晶面指数,为衬底和外延生长提供重要的参考依据。     

单模Er3+／Yb3+共掺双包层光纤上转换效应实验研究

为了研究单模Er³⁺／Yb³⁺共掺双包层光纤中的上转换效应,采用对比实验的方法,用荧光分光光度计测量了单模Er³⁺／Yb³⁺共掺双包层光纤的绿色荧光,并与掺Yb³⁺光纤的绿色荧光进行了对比分析。得到Er³⁺／Yb³⁺共掺双包层光纤中的绿色荧光仍然是Er³⁺离子激发态吸收所产生,而Yb³⁺只起到能量搬运作用的结果。结果表明,两种光纤受激产生的荧光光谱、功率及其随抽运功率的变化关系,都遵循不同规律。     

OPTICAL EFFECTS AND MICROSTRUCTURE OF BURIED INSULATOR LAYER FORMED BY O+ AND N+ CO-IMPLANTATION

 The microstructure and optical properties of a buried layer formed by O~+(200 keV,1.8×10~(18)/cm~2)and N~+(180 keV,4×10~(17)/cm~2)co-implantation and annealed at 1200℃ for 2 h have been investigated by Auger electron,IR absorption and reflection spectroscopic measurements.The results show that the buried layer consists of silicon dioxide and SiO_x(x< 2) and the nitrogen segregates to the wings of the buried layer where it forms an oxynitride.By detail theoretical analysis and computer simulation of the IR reflection interference spectrum,the refractive index profiles of the buried layer were obtained.     

GaAs／SrTiO3MBE外延单晶薄膜晶格振动的研究

利用远红外反射光谱和拉曼散射光谱法测量了ＧａＡｓ／ＳｒＴｉＯ３外延单晶薄膜样品,研究了这种新型异结构的晶格振动光学特性。实验结果表明：在钙钛矿型结构的ＳｒＴｉＯ３衬底上外延生长的ＧａＡｓ薄膜具有单晶结构,有与ＧａＡｓ单晶体材料相同的晶格振动特性。     

Effect of surface stoichiometry on Be doping in GaAs by intermittent supply of AsH3 and TEG in an ultra-high vacuum

The effects of surface stoichiometry on Be doping in GaAs grown by molecular layer epitaxy have experimentally been investigated. Be-doped p⁺-GaAs layers were grown on (0 0 1)-oriented GaAs substrates by intermittent supply of AsH₃ and triethylgallium (TEG) in an ultra-high vacuum. Be(MeCp)₂ was used as a p-type dopant gas. The surface stoichiometry before introducing the dopant gas was controlled by changing the AsH₃ and TEG injection sequence and supply time. The doping characteristics were evaluated by secondary ion mass spectroscopy analysis. It was found that doping characteristics of Be-doped GaAs are strongly dependent on the doping sequence and surface stoichiometry. This experimental result and the Be doping mechanism are discussed on the basis of rate law of the surface chemical reaction.     

掺氧化钇钡钨阴极的表面特性研究

以掺氧化钇的钡钨阴极作为研究对象,利用现代表面分析技术,包括发射式电子显徽镜、扫描电子显微镜、俄歇电子谱仪和高分辨率x射线光电子谱仪等,进行了综合研究,获得了阴极发射性能、表面形貌和表面化学等实验结果,并对实验结果进行了讨论。     

Non-stoichiometric growth of GaAs by the vapour pressure controlled Czochralski (VCz) method without B2O3 encapsulation

Results of the growth of semi-insulating GaAs crystals by the VCz method without B₂O₃ encapsulant are presented. Crystals have been grown from Ga-rich and near-stoichiometric melts controlled by As partial pressure in the range from 590°C to 630°C. The CO content in the gas atmosphere has been controlled. We investigated the influence of melt composition, reduced boron incorporation and adjusted carbon concentration. Native and impurity defect concentrations are compared with those of conventional VCz samples.     

新型GaAs／GaAlAs非对称量子阱红外光电导探测器

提出一种新型GaAs/GaAlAs子带间光吸收的红外光电导探测机理,利用MOCVD系统进行器件材料的生长,研制了200μm×200μm的台面形式单管,测到了明显的红外光电流信号及阱间共振遂穿效应造成的负阻震荡现象,对器件的性能测试结果表明,器件的光电流响应和信噪比随着阱数增加而增加,器件噪声比常规GaAs/GaAlAs量子阱红外探测器低一个数量级.