宽带II-VI族磁性半导体的铁磁特性研究

自旋电子学是凝聚磁学与微电子学的桥梁,从而将磁器件与微电子器件联系起来,而半导体自旋电子学是在自旋电子学基础上发展起来的一门新兴学科。近年来,由于磁性半导体的铁磁特性及磁光特性的研究迅速发展,使半导体自旋电子学的研究成为自旋电子学领域的一个重要分支,它着重于以磁性半导体为基本材料的新型电子器件的研究。本文主要介绍宽带Ⅱ-Ⅵ族半导体铁磁特性的研究进展及一些初步的研究工作。     

不同退火温度下Mn掺杂ZnO纳米晶的结构和磁性

ZnO的激子束缚能高达60meV,具有优良的光学性质。因此,Mn掺杂的ZnO材料研究在磁性半导体领域广泛开展起来。文章采用溶胶-凝胶法制备了Mn掺杂的ZnO纳米晶,讨论了在不同退火温度下纳米晶的结构和磁性。XRD结果显示,所有样品均为六角纤锌矿结构。退火后,Mn掺杂ZnO纳米晶的晶格常数均略大于纯净ZnO的晶格常数,表明Mn2 已经替代Zn2 进入ZnO晶格。500℃退火的样品在4～300K温度范围内表现为顺磁性。将退火温度提高到900℃后,有少量尖晶石结构的ZnMn2O4存在。室温磁滞回线表明样品具有室温铁磁性,磁性来源于ZnMn2O4。     

II-VI多量子阱中局域化激子的受激发射

通过对ＺｎｘＣｄ１－ｘＴｅ－ＺｎＴｅ多量子阱样品的光泵受激发射研究讨论了材料中激子局域态对受激发射激子过程以及受激发射特性的影响。两块不同组份和不同局域态密度的ＺｎＣｄＴｅ－ＺｎＴｅ多量子阱样品受激发射过程都是ｎ＝１重空穴激子参与的一系列过程，但在Ｚｎ０．６７Ｃｄ０．３３Ｔｅ－ＺｎＴｅ中发现了激子－激子散射的受激发射过程，而在Ｚｎ０．７８Ｃｄ０．２２Ｔｅ－ＺｎＴｅ中没有发现这一受激发射的激子过程。ｘ＝０．６７的样品中具有较高的局域化激子密度，其受激发射具有较高的阈值。     

ZnCdse－ZnSe多量子阱中的激子发光

在７７－３００Ｋ温度下研究了Ｚｎ（１－ｘ）ＣｄｘＳｅ－ＺｎＳｅ多量子阱（ＭＱＷｓ）的光致发光特性．首次在７７Ｋ，Ａｒ离子激光器的４５７．９ｎｍ激发下，在Ｚｎ（０．６８）Ｃｄ（０．３２）Ｓｅ－ＺｎｓｅＭＱＷｓ中观测到５个发光带，其中三个发光带被归因于不同的激子发射：即ｎ＝１重空穴（ＨＨ）激子；ｎ＝ｌ轻－重空穴（ＬＨ）激子和ｎ＝ＩＨＨ激子同时发射两个纵光学声子的复合发光，并且，；ｎ＝１ＨＨ激子发光可延续至室温．     

Mg_xZn_(1-x)O单晶薄膜和MgZnO/ZnO异质结构的光学性质

报道了利用等离子辅助分子束外延技术,在蓝宝石c平面上外延生长的Mgx Zn1 - x O单晶薄膜以及Mg Zn O/Zn O异质结构的光学性质.室温下随着Mg浓度增加,合金薄膜样品的发光峰与吸收边均向高能侧移动.研究了样品紫外发光的起因,将Mgx Zn1 - x O合金薄膜的发光归结为束缚激子的复合.在Mg0 .0 8Zn0 .92 O/ Zn O样品中,观察到了分别来自于Zn O层和Mg Zn O盖层的发光和吸收,并将其归因于来自Zn O层的自由激子和Mg Zn O盖层的束缚激子发射     

热氧化制备纳米氧化锌薄膜的光致发光和室温紫外激光发射

利用低压 -金属有机汽相外延 (L P- MOCVD)工艺首先在二氧化硅衬底上生长硫化锌 (Zn S)薄膜 ,然后 ,将硫化锌薄膜在氧气中于不同温度下进行热氧化 ,制备出高质量的纳米氧化锌 (Zn O )薄膜 .X射线衍射 (XRD)结果表明 ,氧化锌具有六角纤锌矿晶体结构 .90 0℃氧化样品的光致发光 (PL )谱中 ,在波长为 3.3e V处观察到一束强紫外光致发光和相当弱的深能级发射 .紫外发光强度与深能级发射强度之比是 80 ,表明纳米 Zn O薄膜的高质量结晶 .在受激发射实验中观察到紫外激光发射 .     

LP-MOCVD生长(ZnCdTe,ZnSeTe)/ZnTe复合量子阱的激子发光研究

用低压金属有机化学气相沉积(LP-MOCVD)的方法在GaAs(100)衬底上生长了(ZnCdTe，ZnSeTe)／ZnTe复合量子阱结构。测量了生长样品的光致发光(PL)谱，得到两个发光峰(记为Il，I2)，分析认为高能侧的峰为Zn0．9Cd0．1Te浅阱峰，而低能侧的峰为ZnSe0．2Te0.8深阱层的发射。对样品进行了变激发强度的PL谱测量，当激发强度增加时，PL谱中两个发光峰的比值(I2／I1)开始时迅速增加，然后缓慢减小。这是由于浅阱中的电子和空穴隧穿入深阱中导致空间电荷的分离，从而在复合量子阱结构中产生了一个内建电场所引起的。     

电场调制下Zn0.85Cd0.15Se-Znse应变层超晶格的受激发射

近几年,随着I-Ⅵ矶族宽禁带半导体二极管激光器取得突破性进展[1],对ZnSe基量子阱和超晶格结构的受激发射已进行了广泛的研究[2~3].但是迄今为止,人们尚未观测到电场调制下的受激发射增强现象.本文报道我们在Zn0.85Cd0.15Se-Znse应变层超晶格中观测到的电场调制的受激发射.     

MSM结构ZnO紫外探测器的制备与性质

采用射频磁控溅射在石英衬底上制备了c轴择优取向的ZnO薄膜,利用蚀刻技术制备了MSM结构的光导型紫外探测器。在3V偏压下,器件的暗电流小于250nA,光响应峰值在370nm,响应度是0.34A/W。其紫外(360nm)与可见光(420nm)的抑制比为4个数量级。器件的光响应时间上沿仅为20ns。     

温度对Si衬底上低压MOCVD外延生长ZnS薄膜质量的影响

用低压MOCVD系统在(111)Si衬底上,用两步生长方法(改变/流量比)在300～400℃时外延生长了ZnS单晶薄膜。随着衬底温度的降低,ZnS薄膜结晶质量提高,并在300℃生长时获得结晶完整性较好的(111)ZnS单晶薄膜。文中讨论了衬底温度对薄膜质量的影响。