硅基锗薄膜的红外吸收谱和电学特性

为了解退火对硅基锗薄膜的质量、红外吸收、透射率和电学性质的影响,采用分子束外延方法用两步法在硅基上生长锗薄膜。将生长后的样品分成两部分,其中一部分进行了退火处理。对退火前后的样品用高分辨X射线双晶衍射仪测量了(400)晶面的X射线双晶衍射摇摆曲线,用傅里叶红外光谱仪测量了红外透射率和吸收谱,并用霍尔效应仪测量了退火前后样品的载流子浓度、迁移率、电阻率、电导率和霍尔系数。结果表明,退火后的薄膜质量明显提高。退火后大部分区域吸收增大,透射率明显减小,615~3 730 cm-1区间的透射率均比退火前降低了20%以上。退火后的体载流子浓度增大到退火前的23.26倍,迁移率增大到退火前的27.82倍。     

锗单晶体变温霍尔效应实验数据的处理

采用微机控制和数字式数据采集系统,在变温环境下(77~420 K)对长为6.0 mm、宽为4.0 mm、厚为0.6 mm的锗样品薄片进行霍尔效应相关数据测量;通过对测量的霍尔电压作数据处理得到锗的霍尔系数RH(T)、电导率σ(T)和霍尔迁移率μH(T)与温度的依赖关系.该实验结果对学生理解半导体物理中的相关知识有重要意义.     

表面预处理对氧化锌薄膜质量的影响

用MOCVD方法在c面蓝宝石衬底上生长ZnO薄膜。生长前衬底表面进行预处理,观察不同表面预处理对ZnO薄膜质量的影响。测量氧化锌的XRD谱,观察表面预处理后对氧化锌薄膜结晶质量的影响。室温下用325nm的He-cd激光器作为激发源测量ZnO薄膜的紫外发光谱,观察表面处理后对ZnO薄膜发光特性的影响。用HL5500 Hall System分别对ZnO薄膜的电学特性进行了测试。得到了ZnO薄膜的电阻率和霍尔迁移率,并得到氧气气氛处理后电阻率变小,霍尔迁移率变大;氮气气氛射频处理后电阻率变大,霍尔迁移率变小的结果。     

n-HgCdTe表面积累层中子带电子迁移率的研究

利用定量迁移率谱技术，通过研究霍尔系数和电阻率与磁场强度的关系，获得了n-HgCdTe器件表面积累层中子带电子的浓度和迁移率随温度的变化趋势.由定量迁移率谱得到的结果与Shubnikov-de Hass测量结果以及理论计算的结果非常符合. 关键词：     

硅基锗薄膜的异质外延生长及其在光电子器件中的应用

准直接带隙的锗,其禁带宽度小,吸收系数大,迁移率高,更重要的是,它能与硅微电子工艺兼容,在硅基光电集成中得到了广泛的研究和应用．文章综述了硅基锗薄膜的异质外延生长及其在光电子器件（特别是长波长光电探测器和激光器）应用上的进展;介绍了在硅衬底上异质外延生长锗薄膜的缓冲层技术,如组分变化的SiGe缓冲层技术、选区外延技术和低温技术;讨论了硅基锗薄膜光电探测器的性能与结构的关系以及发展趋势;分析了张应变和n型掺杂对锗光电性质的影响;展望了硅基锗薄膜单片集成和电抽运激光器的前景．     

脉冲激光沉积法(PLD)生长Co掺杂ZnO薄膜及其磁学性能

采用脉冲激光沉积(PLD)法在单晶Si(100)及石英衬底上生长Co掺杂ZnO薄膜,并且比较了不同生长条件下薄膜的性能。实验观察到了700℃、0.02Pa氧压气氛下生长的Co掺杂ZnO薄膜显示室温磁滞回线。采用XRD、SEM等手段对Co掺杂ZnO薄膜的晶体结构及微观形貌进行了分析,得到的ZnO薄膜具有高度的c轴择优取向,结构比较致密,表面平整度较高,并且没有发现Co的相关分相,初步表明Co有效地掺入了ZnO的晶格当中。霍尔测试表明Co掺杂ZnO薄膜样品保持了半导体的电学性能,电阻率为0.04Ω·cm左右,载流子浓度约为1018/cm3,迁移率都在18.7cm2/V·s以上。实验结果表明材料保持了ZnO半导体的性能,并具有室温铁磁性。     

利用霍尔效应研究热退火对黑硅材料电学性质的影响

利用霍尔效应测量了不同温度热退火后的黑硅的霍尔系数、载流子浓度、载流子迁移率和电导率.随着热退火温度的升高,黑硅内载流子的浓度缓慢下降,载流子迁移率却同步增加,这说明黑硅内载流子散射的主要形式是电离杂质散射.     

半导体硅的Seebeck系数和电阻率测量

本文介绍了半导体硅的Seebeck系数和电阻率的测量，与Hall系数和电阻率测量实验相对应，从另一个方面了解半导体导电性能的一些特征．由Seebeck系数的正负号确定载流子的类型是P型还是N型．半导体内有两种导电机制：杂质导电和本征导电．在杂质导电区，可以确定晶格散射因子；在本征导电区，可以确定硅的禁带宽度．     

纳米硅薄膜

非晶态硅薄膜是当前重要的人工功能材料,它具有亚稳态结构,具有一系列不同于晶态硅的特征.十余年来,用非晶硅薄膜材料已研制成各种类型的非晶态半导体新器件[1].然而,由于这种材料本身还存在一些弱点,如结构上的亚稳状态及不稳定性,工艺上不易做到很好的重复,有较强的光感生效应及热不稳定性;迁移率及载流子寿命远低于晶态硅等,因而它的进一步开发和应用受到了限制. 如何改进非晶硅薄膜材料的性能、质量以及寻求提高迁移率、载流子寿命这些重要参数是当务之急.近几年,国外不少研究工作又重新回到探索和改进非晶硅薄膜材料性能上来,从薄膜沉…     

Sb_2Te_3热电薄膜的离子束溅射制备与表征

采用离子束溅射技术交替沉积Sb-Te-Sb多层薄膜后进行高真空热处理,直接制备Sb2Te3薄膜.利用X射线衍射(XRD)仪、霍尔系数测试仪、薄膜Seebeck系数测量系统对所制备的薄膜特性进行表征.XRD测量结果显示,薄膜的主要衍射峰与Sb2Te3标准衍射峰相同,在[101]/[012]晶向取向明显,存在较多的Te杂质峰;霍尔系数测试结果表明,薄膜为p型半导体薄膜,薄膜电阻率较低,其电导率接近于金属电导率,载流子浓度量级为1023cm-3,具有良好的电学性能;Seebeck系数测量结果显示,薄膜具有良好的热电性能,在不同条件下制备的薄膜的Seebeck系数在7.8—62μV/K范围;在所制备的薄膜中,退火时间为6h、退火温度为200℃的薄膜其Seebeck系数达到最大,约为62μV/K,且电阻率最小.     

电阻率和霍耳系数的半自动测量系统

对于半导体材料的电阻率和霍耳系数的测量,可以得到标志材料性能的几个重要参数,如电阻率、电子或空穴载流子浓度、霍耳迁移率、补偿度、禁带宽度以及杂质能级位置等.国内过去一直采用电位差计、检流计或数字电压表来测量电压、电流信号,然后再用计算尺或计算器算出它的结果[1].此法太费事,不方便. 本工作采用一种新的系统来测量电阻率、霍耳系数等,能大大提高劳动效率、计算快而准确,减少了出错率.它的特点可以概括为以下几个方面: 1.快速、准确、重复性好,而且比较直观. 2.能够在测量中监视中间过程. 3.不仅能打印出最后的结果,而且能记录…     

生长条件对脉冲激光沉积制备ZnO：Al薄膜光电性能的影响

本文研究了脉冲激光沉积(PLD)生长过程中, 铝掺量、氧压及衬底温度等实验参数对ZnO:Al(AZO)薄膜生长的影响, 并利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射、霍尔效应、光透射光谱等实验手段对其透明导电性能进行了探讨. 变温霍尔效应和光透射测量表明, 当靶材中铝掺量大于0.5 wt%时, 所制备AZO薄膜中铝施主在80 K时已完全电离, 因Bernstein-Moss (BM) 效应其带隙变大, 均为重掺杂简并半导体. 进一步系统研究了氧压和衬底温度对AZO薄膜透明导电性能的影响, 实验发现当氧压为1 Pa, 衬底温度为200 ℃时, AZO 导电性能最好, 其霍尔迁移率为28.8 cm²/V·s, 薄膜电阻率最小可达2.7×10^-4 Ω·cm, 且在可见光范围内光透过率超过了85%. 氧压和温度的增加, 都会导致薄膜电阻率变大. 关键词： 脉冲激光沉积法 ZnO：Al薄膜 透光性 导电性     

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…     

类涡旋激发持续到远高于Tc的温度

金属和半导体的磁电效应在凝聚态物理研究中占有重要地位 .例如 ,通过霍尔效应和磁电阻的测量 ,可以决定半导体中载流子的符号、浓度和迁移率 ,决定材料中电子散射机制 ,进而探索电子结构 .磁电效应测量按电流和外场的相对取向以及是否存在温度梯度 ,被分为若干类 ,让我们举例说明 .令矩形被测样品躺在ｘｙ平面 ,测量电流Ｊｘ 沿ｘ方向通入 ,外场Ｂ⊥ 与样品表面垂直即沿ｚ方向 .如果我们测量横向电场Ｅｙ,则得到霍尔效应 ;如果测量横向温度梯度δＴ δｙ ,则得到埃廷斯豪森 (Ｅｔｔｉｎｇ ｓｈａｕｓｅｎ)效应 ;如果测量的是纵向温度梯度δ…     

霍尔效应实验中一些问题的分析探讨

针对霍尔效应实验教学过程中,存在的一些教学难点,从实验原理出发,对实验过程中涉及的原理、半导体材料的选取、霍尔系数的计算等关键问题进行系统讨论。通过做图及计算得到了半导体材料的各项霍尔参量。对实验教学及霍尔传感器的设计提供理论和实验指导。     

锗在吸收边附近的压力—折射率系数

目前半导体锗在吸收边附近(1550 nm)的压力-折射率系数在实验和理论上并未研究清楚.本文通过测量在不同压力下镀在光纤端面的高结晶度锗薄膜的反射率,来计算得到锗在吸收边附近的压力-折射率系数.本文的实验结果显示,锗在吸收边附近出现反常色散现象,即折射率随能量变化呈正相关,并且其压力-折射率系数出现反常,为正值,这是由于多晶结构中的激子吸收所引起.通过引入描述激子色散的临界点模型,得到锗在吸收边附近的反常色散范围和压力-折射率系数呈正值的范围.本文的结果将有助于基于锗薄膜的通信C波段光学器件的研究.     

霍尔离子源辅助制备长波红外碳化锗增透膜

为了提高锗基底的透过率和环境适应性,镀制了增透保护膜。应用电子枪蒸发加霍尔离子源辅助的方法沉积了碳化锗(Ge_1-xC_x)薄膜。通过固定霍尔离子源参数,控制沉积速率的工艺得到了不同光学常数的碳化锗薄膜。X射线衍射(XRD)测试表明,所制备的碳化锗薄膜在不同的沉积速率下均为无定形结构。采用傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪测量了试片的透过率,使用包络法获得了相应工艺条件下的光学常数。在锗基底上双面镀制碳化锗增透膜后,长波红外7.5～11.5 μm波段的平均透过率T_ave>85%。经过环境实验之后的碳化锗膜层完好,证明碳化锗增透膜具有良好的环境适应性。     

镉、锌硫系化合物的单晶薄膜生长与电学性质

本文研究了 CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe和 ZnTe薄膜的外延生长。这种生长是在10~(-4)—5×10~(-5)乇真空条件下进行的。在广阔的外延与蒸发温度范围内,在云母上可用凝集的方法制成单晶薄膜。单晶薄膜的蒸发温度T_(eV)和外延温度 T_(EP)之间的关系如下: 当 T_(EP)≤310℃时,T_(eV)=A_1+T_(EP) 当 T_(EP)≥320℃时,T_(eV)=A_2-2T_(EP) 同时得到了单晶薄膜生长的温度条件与硫系化合物分子量的关系。最完整的单晶薄膜生长的外延温度是300—320℃。并且研究了载流子迁移率和电阻率与单晶薄膜的生长温度条件之间的关系。获得的单晶薄膜具有多种性质。例如合成的CdSe单晶薄膜具有10~5欧姆厘米量级和10~1—10~2欧姆厘米量级的电阻率,并具有十分高的电子迁移率,20—32厘米~2/伏·秒。     

用开管和闭管法气相生长单磷化硼

从气相中热还原BBr_3和PCI_3,已经在硅衬底上外延生成1.0厘米~2×30微米大的单磷化硼的单晶层。 生长在{111}面上的层是闪锌矿结构的单磷化硼单晶,而在{100}面上的层是多晶。未掺杂的BP单晶层通常是n型的,其电阻率为5×10~(-3)欧姆·厘米。 用垂直闭管法也生成了BP小晶体,从实验中得到BP的迁移率是碘浓度的函数。     

测量条件对掺锡氧化铟薄膜电学测量结果的影响

用van der Pauw方法测量磁控溅射制备的掺锡氧化铟(ITO)薄膜的电学性能,研究了在室温和冰水混合条件下测量电流大小对电阻率测量结果的影响;在室温条件下测量电流和磁场的大小对载流子浓度和迁移率测量结果的影响.实验结果显示,测量电流为5 mA和测量磁场为0.5 T时,测量结果最佳.