我国半导体超晶格研究取得重大成果

由学部委员、我国著名物理学家黄昆教授主持的国家自然科学基金“七五”重大项目“半导体超晶格微结构”最近通过了专家组的评议验收. 该项目以探索、开发新一代固态电子、光电子器件为着眼点,本着以分子束外延和有关超薄层材料生长技术为先行、物理研究为基础的原则,从事半导体超晶格微结构的物理、材料和器件三方面的综合性基础研究.经过五年努力,这个项目不但出色地完成了任务,实现了预期目标,而且取得了比预期成果大得多的成绩,先后发表论文571篇,其中有234篇发表在重要国际学术刊物和国际会议上,在有关重要国际学术会议上做特邀报告达2…     

混合金属卤化物的超晶格与量子线特征

从紧束缚模型出发,发现周期性排列的两种金属卤化物材料可以形成超晶格和多量子阱(线)结构,并进一步研究了这种新型结构的性质随单体材料势垒和势阱宽度的变化规律,发现由金属卤化物形成的周期性结构表现出明显的量子阱(线)特征,对掺杂电荷的约束作用也非常强,从而证明了可以研制和开发基于金属卤化物的多量子阱(线)材料与器件. 关键词： 超晶格 量子阱 金属卤化物     

晶格匹配InAs/AlSb超晶格材料的分子束外延生长研究

InAs/GaSb超晶格是量子级联激光器(quantum cascade lase,QCL)和带间级联激光器(interband cascade lasers,ICL)结构中重要的组成,特别是作为ICL的上下超晶格波导层是由大量的超薄外延层(纳米量级)交替生长而成,细微的晶格失配便会直接导致材料晶体质量变差,而且每层的厚度和组分变化会强烈影响材料结构性能.论文研究验证了InAs/GaSb超晶格材料生长的最佳温度约在420℃.通过在衬底旋转的情况下生长40周期短周期GaSb/AlSb和InAs/GaSb超晶格,并采用XRD测量拟合获得了GaSb和AlSb层厚分别为5.448 nm和3.921 nm,以及InAs和GaSb层厚分别为8.998 nm和13.77 nm,误差在10%以内,获得了InAs/AlSb超晶格的生长最优条件.在GaSb衬底上生长晶格匹配的40周期的InAs/AlSb超晶格波导层,充分考虑飘逸As注入对InAs/AlSb超晶格平均晶格常数的影响,在固定SOAK时间为3 s的条件下,通过变化As压为1.7×10^-6 mbar来调整个超晶格的平均晶格常...     

沉积速率和生长停顿对InAs/GaAs量子点超晶格生长影响的综合分析

采用动力学蒙特卡罗模型模拟了沉积速率和生长停顿对GaAs衬底中垂直耦合InAs 量子点超晶格生长早期阶段的影响.通过对生长表面形态、岛平均尺寸、岛尺寸分布及其标准差等方面的研究,发现综合控制沉积速率和生长停顿时间能够得到大小均匀、排列有序的岛阵列.这对后续量子点超晶格生长过程中量子点的定位有重要影响. 关键词： 动力学蒙特卡罗模拟 量子点超晶格 外延生长     

超晶格量子阱与现代物理的教学化

从超晶格材料的人工剪裁这一最富生命力的新兴边缘学科出发，分析了量子阱所诱发的新现象和复电容率的物理意义，探讨了有关学科横向交叉综合处如何体现现代物理的教学化的新途径。     

分子束外延Zn1—xCdxSe／ZnSe超晶格的拉曼光谱

运用分子束外延技术成功地生长出Ｚｎ１－ｘＣｄｘＳｅ／ＺｎＳｅ超晶格，并对不同的样品进行了拉曼散射光谱的测试。获得了多达５级的ＺｎＳｅ的ＬＯ声子峰和ＺｎＳｅ的ＴＯ声子峰；同时还在频移为１４４ｃｍ＾－１，３７０ｃｍ＾－１处观测到了两个新声子峰，估计是来自于ＺｎＣｄＳｅ的声学模和光学模。     

半导体超晶格

 半导体、大家都很熟悉了,而半导体超晶格则是个新生事物,要对它做个简单介绍还得从半导体的导电性说起.我们都知道,物质是由原子组成,原子的中心是原子核,周围有电子绕核运动.对于孤立的原子(即当原子间的距离很大,原于之间的相互作用可以忽略不计时),其电子的能量只能取一些分立的值,即量子化的能级.当原子间的距离减小形成晶格时,最外层电子,即决定元素化合价的价电子,已经不再只属于某一个原子,而为整个晶体所共有,其原来的能级扩展为能带.     

半导体超晶格量子阱研究

 自从1969年美国IBM公司的江畸(L.Esaki)和朱兆祥提出超晶格概念以来,半导体超晶格量子阱的研究巳成为半导体领域自40年代末单晶和晶体管问世以来所发生的最重大事件.这个研究领域之所以倍受重视,除了因为有明显的技术应用前景之外,还因为在物理上它提供了一个极好的、能在实验上观测量子尺寸效应的理想模型.     

Si Ge量子阱和超晶格的光发射

系统地介绍了近几年来国内外对ＳｉＧｅ量子阱及短周期超晶格光发射的研究现状。由于Ｓｉ，Ｇｅ材料及器件在微电子学领域内的无可比拟的优越性，所以，超过９０％的芯片技术是Ｓｉ基的，然而，由于Ｓｉ，Ｇｅ是间接带隙，载流子跃迁几率小，其光电应用受到很大的限制，为此，人们作出了不懈的努力，并取得了可喜的进展。     

掺杂超晶格量子阱的沟道效应与沟道辐射

 分析了超晶格量子阱的沟道效应和沟道辐射,利用正弦平方势描述了掺杂超晶格量子阱沟道粒子的运动行为,并在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为摆方程。用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地给出了系统的解和粒子运动周期,导出了量子阱沟道辐射的辐射强度和辐射能量。结果表明,对于能量为100 MeV左右的电子,辐射能量可达keV量级（X能区）。指出了用量子阱沟道辐射作为X激光或γ激光的可能性。     

GINZBURG-LANDAU THEORY AND VORTEX LATTICE OF HIGH-TEMPERATURE SUPERCONDUCTORS

The thermodynamics of the vortex lattice of high-temperature superconductors has been studied by solving the generalized Ginzburg-Landau equations derived microscopically. Our numerical simulation indicates that the structure of the vortex lattice is oblique at the temperature far away from the transition temperature T_c, where the mixed s-d_x²-y² state is expected to have the lowest energy. Whereas, very close to T_c, the d_x²-y² wave is slightly lower energetically, and a triangular vortex lattice recovers. The coexistence and the coupling between the s and d waves would account for the unusual dynamic behaviours such as the upward curvature of the upper critical field curve H_C2(T), as observed in dc magnetization measurements on single-crystal YBa₂Cu₃O₇ samples.     

InP衬底上GaInAsSb的液相外延生长及其性质的研究

用内插法和电负性差法估算了GaInAsSb的晶格常数,并用液相外延法在665℃—625℃的温度范围内第一次成功地生长了品格匹配于(100)和(111)B取向的InP衬底的GaInAsSb外延层。测得固体组分的范围为0.46相似文献   

在LPE生长中降温和恒温对InAsPSb外延层组分分布的影响

采用LPE技术,生长出InAsPSb外延层,研究了降温、恒温两种方法对外延层组分分布的影响。结果表明,用恒温方法生长时,外延层中P、Sb组分分布较为均匀,在脉冲电流激发下,得到了3.09μm激光输出。     

InP的MOVPE生长

我们利用自制的常压MOVPE设备和国产的三甲基钢以及进口的磷烷生长了InP外延材料,其77K迂移率为65300cm²/V·s,据我们所知这是国内迄今为止用各种方法获得的InP薄膜的最大低温迁移率值。     

富Sb状态下GaSb/AlGaSb异质结的液相外延生长

本文分析了以往在制作GaSb/Al_xGa_1-xSb结构雪崩光电二极管(APD)中存在的问题,提出了在富Sb状态下进行液相外延(LPE)生长GaSb/AlGaSb异质结APD的方法。经过多次试验获得了在富Sb状态下Al-Ga-Sb三元系相图数据,并且在富Sb状态下液相外延生长出了优良的AlGaSb外延层。     

OMVPE硒化锌薄膜的生长与激光特性

本文叙述了在GaAs衬底上用有机金属气相外延(OMVPE)法生长单晶ZnSe薄膜的方法。研究了生长温度,硒锌比对外延膜光电性能的影响。发现生长温度在285℃可以得到表面光亮、结晶性好、低阻、高迁移率、深中心浓度低的外延层。以光泵浦作激发研究了OMVPE ZnSe薄膜的受激发射性质并测量其光学增益。利用ZnSe/GaAs的自然解理面形成的光反馈腔制成了激光器。该激光器的工作温度可以延续到150K。     

GaAs-InP异质材料的结构特性和光学特性研究

我们在低压金属有机汽相沉积(MOCVD)设备上采用两步升温法与金属有机源流量周期调制生长界面过渡层方法制备出GaAs-InP材料,并对此进行了X-射线衍射、低温光致发光谱(PL)和Raman谱分析,结果表明,GaAs外延层的位错密度低于用两步升温法得到的GaAs材料,PL谱峰较强,GaAs的特征激子峰和杂质相关的激子峰同时被测到。Raman谱PL谱的峰移表明GaAs外延层处于(100)双轴伸张应力下,应力大小随温度变化是由于GaAs、InP之间的热膨胀系数不同。     

磁流体流动与传热的格子Boltzmann模拟

考虑外加磁场下磁流体中纳米磁性粒子所受的各种作用力,建立了用于模拟磁流体流动与传热特性的两相格子Boltzmann模型,模拟了外加不同方向梯度磁场下平板间磁流体的流动与传热过程,计算了磁流体与平板间对流换热的Nusselt数,分析了磁场梯度方向、大小对Nusselt数的影响．     

热丝CVD生长金刚石薄膜研究

本文研究了热丝CVD方法生长金刚石薄膜过程中,衬底表面的损伤处理对金刚石薄膜光学性能的影响,以及膜中非本征杂质吸收对其红外光学特性的影响。     

热处理对C掺杂MgB2/Nb/Cu单芯线材微观结构及超导电性的影响

采用原位法粉末装管工艺(In-situ)制备了MgB2/Nb/Cu单芯线材,通过X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)和物性测试仪(PPMS)等手段研究了热处理温度对线材微观结构及超导电性的影响.结果显示,随着热处理温度的提高,衍射图谱中的(110)峰向高角度偏移,说明掺杂元素C进入晶格的量也在增加;烧结温度对C掺杂...