AlN-Si(111)异质结构界面陷阱态研究

利用Al_AlN_Si(111) MIS结构电容_频率谱研究了金属有机化学气相沉积法生长的 Si 基AlN的AlN_Si异质结构中的电荷陷阱态. 揭示了AlN_Si异质结构界面电荷陷阱态以及A lN层中的分立陷阱中心. 结果指出：AlN层中存在E_t-E_v=2.55eV的分立陷阱中心；AlN_Si界面陷阱态在Si能隙范围内呈连续分布，带中央态密度最低，N_ss为8×10^11eＶ^-1cm^-2，对应的时间常数τ为8×10^-4s ，俘获截面σn为1.58×10^-14cm^2；在AlN界面层存在三种陷阱 态，导致Al_AlN_Si异质结构积累区电容的频散. 关键词： 界面陷阱态 AlN-Si 电容-频率谱     

GaN纳米柱发光特性

用自组装的Ni纳米岛做掩模通过ICP刻蚀得到GaN纳米柱,采用扫描电子显微镜(SEM)观测其形貌,室温下光致发光(PL)谱测量研究样品发光特性。结果表明,室温下GaN 纳米柱的发光强度是体材料的2.6倍。为了修复刻蚀损伤,用KOH对样品进行湿法处理,发现经KOH处理的纳米柱与处理前相比变得更直,且其发光较处理之前进一步增强。为了研究其原因,分别对KOH处理前后的样品进行变温PL谱的测量,发现湿法处理后发光增强是由于内量子效率的提高引起的。     

AlxGa1-xN/GaN调制掺杂异质结构的子带性质研究

通过低温和强磁场下的磁输运测量研究了Al0.22Ga0.78N/GaN调制掺杂异质结构中2DEG的子带占据性质和子带输运性质.在该异质结构的磁阻振荡中观察到了双子带占据现象,并发现2DEG的总浓度随第二子带浓度的变化呈线性关系.得到了该异质结构中第二子带被2DEG占据的阈值电子浓度为7.3×1012cm-2.采用迁移率谱技术得到了不同样品的分别对应于第一和第二子带的输运迁移率.发现当样品产生应变弛豫时第一子带的电子迁移率骤然下降,而且第二子带的电子迁移率远大于第一子带的电子迁移率.用电子波函数分布和应变弛豫时的失配位错散射解释了上述现象.同时进一步说明了界面粗糙散射和合金无序散射是决定AlxGa1-xN/GaN异质结构中2DEG迁移率的主要散射机理.     

Optical and Structural Properties of Cr-Doped GaN Grown by HVPE Method

Single crystalline Cr-doped GaN fihns are successfully grown by hydride vapor phase epitaxy. The structure analysis indicates that the film is uniform without detectable Cr precipitates or clusters and the Cr atoms are substituted for Ga sites. The impurity modes in the range 510 530cm^-1 are observed by the Raman spectra. The modes are assigned to the host lattice defects caused by substitutional Cr. The donor-aeceptor emission is found to locate at Ec - 0.20 eV by analyzing the photoluminescence spectrum obtained at different temperatures, and the emission is attributed to the structural defects caused by CrGa-VN complex. The superconductor quantum interference device results show that the Cr-doped GaN film without detectable Cr precipitates or clusters exhibits paramagnetic properties.     

Optical and Magnetic Properties of Fe-Doped GaN Diluted Magnetic Semiconductors Prepared by MOCVD Method

Fe-doped GaN thin films are grown on c-sapphires by metal organic chemical vapour deposition method （MOCVD） Crystalline quality and phase purity are characterized by x-ray diffraction and Raman scattering measurements. There are no detectable second phases formed during growth and no significant degradation in crystalline quality as Fe ions are doped. Fe-related optical transitions are observed in photoluminescence spectra. Magnetic measurements reveal that the films show room-temperature ferromagnetic behaviour. The ferromagnetism may originate from carrier-mediated Fe-doped GaN diluted magnetic semiconductors or nanoscale iron clusters and FeN compounds which we have not detected.     

CICC导体接头电阻低温实验平台

ITER计划是目前国际最大的科技合作项目,中国承担ITER PF/TF/CC/CB/MB等超导导体及全部CC磁体、PF6大线圈的研制任务。CICC导体接头技术是磁体研制中关键技术,为了开展ITER超导磁体接头的研制,中国科学院等离子体物理研究所建立了大电流超导导体接头电阻低温实验平台。该平台主要包括:Φ300mm低温杜瓦、20kA超导变压器、电源系统、失超保护系统及数据采集系统。详细介绍了该测试平台的设计、研制,并利用该测试平台开展了多次ITER CC导体接头电阻的低温实验研究工作。     

Growth and Characterization of InN Thin Films on Sapphire by MOCVD

Indium nitride thin films are grown on sapphire substrates by metal-organic chemical vapour deposition （MOCVD） By employing three-step layer buffers, the mirror-like layers on two-inch sapphire wafers have been obtained. The structural, optical and electrical characteristics of InN are investigated by x-ray diffraction, scanning electron microscopy, atomic force microscopy, photoluminescence and infrared optical absorption. The photoluminescence and the absorption studies of the materials reveal a marked energy bandgap structure around 0.70eV at room temperature. The room-temperature Hall mobility and carrier concentration of the film are typically 939 cm^2 /Vs, and 3.9 × 1018cm^-3, respectively.     

用于紫外探测器DBR结构的高质量AlGaN材料MOCVD生长及其特性研究

利用MOCVD方法在(0001)取向的蓝宝石衬底上实现了不同工艺条件下的高质量AlGaN材料的制备.得到了无裂纹的全组分Al_xGa_1-xN(0<x<1)薄膜.通过XRD，SEM，AFM等测量分析方法系统研究了生长工艺参数对材料的结构质量、组分、厚度和表面形貌的影响.分析了不同生长工艺对AlGaN材料特性的影响.研制的高质量AlGaN材料在紫外探测器的DBR结构应用中得到比较好的特性.     

侧向外延生长GaN的结构特性

研究了在刻有图形的GaN"衬底”上用HVPE方法侧向外延生长(ELO)GaN的结构特性.在SiO2衬底上侧向外延生长GaN已经实现,并得到了平面的ELO GaN薄膜.采用扫描电子显微镜、透射电微镜和原子力显微镜技术研究了这种ELO GaN材料的结构和表面形貌.原子力显微镜图像表明:在ELO范围中的4μm2面积上不存在明显的阶状形貌.透射电子显微镜的观测表明在ELO范围内位错密度很低.在接合的界面上没观察到有空隙存在.但观测到晶格的弯曲高达3.3°,这被归因为由GaN层下的"籽层”和接合界面处的水平倾料和猝灭所产生的螺旋位错的积聚.     

硅量子点中电子的荷电动力学特征

利用频率依赖电容谱的测量,对于SiO₂/硅量子点/SiO₂/硅衬底隧 穿电容中硅量子点的荷电特征进行了研究.由于量子点的极小尺寸和良好的均匀性,室温下 在强反型区成功地观察到了与单电子隧穿相关的两个电容和电导共振峰,它们分别对应于硅 衬底导带上的电子与量子点中第一与第二个基态之间直接隧穿过程.实验数据分析给出了量 子点中的库仑荷电能,并进行了讨论. 关键词： 量子点 电容谱 库仑荷电能 直接隧穿