多晶AIN光学性质研究

运用X射线衍射仪和拉曼光谱仪,测量了物理气相输运(PVT)方法生长的AlN多晶材料的X射线衍射和常温拉曼光谱.常温拉曼光谱研究了晶界、晶面方向与拉曼频率的关系,观察到了E和E峰位基本不随测量位置变化,与晶界无关,但是E1(TO),A1(LO)和Quasi－LO声子峰位却明显与晶界有关,为研究晶粒间、晶粒内应力提供了有效手段.     

用正电子研究原生ZnO单晶中的缺陷

利用正电子寿命谱和多普勒展宽谱技术研究了原生ZnO的缺陷结构及其退火效应. 经900 ℃退火之后,正电子寿命实验显示样品中的空位型缺陷基本被消除,其体寿命为180 ps.通过比较原生和退火样品的符合多普勒展宽谱的商谱曲线,两者有相似的峰型,结合寿命谱的相关数据表明原生ZnO中不存在H原子填充Zn空位.     

化学气相传输法大尺寸ZnO单晶生长模式控制

借助传输剂的作用,化学气相传输法(CVT)ZnO单晶生长过程具有足够高的组分过饱和蒸气压,因而具有很强的生长驱动力.控制单晶的成核和生长模式成为获得大尺寸ZnO单晶的关键.对不同条件下CVT法ZnO单晶生长的实验现象、晶体表面形貌和晶体质量进行了研究分析,给出了晶体生长模式与生长温度、化学配比等条件的关系.并在此基础上实现了ZnO单晶的二维成核生长模式的控制,获得厚度均匀、单一晶向的高质量大尺寸ZnO单晶.     

物理气相传输法生长大尺寸AlN晶体及其性质表征

利用物理气相传输法生长了直径40～50 mm、厚约8～10 mm的AlN多晶锭,最大晶粒尺寸为5 mm.用喇曼散射和阴极荧光谱研究了AlN晶体的结晶质量、缺陷和结构特性.分析了不同温度下AlN晶体的导电特性,并确定在AlN晶体中存在一个激活能约为0.98eV的深能级缺陷.结合这些结果分析了PVT法生长条件对AlN体单晶生长和晶体质量的影响.     

AlN单晶的位错腐蚀和红外吸收分析

The defects and the lattice perfection of an AlN（0001） single crystal grown by the physical vapor trans-port（PVT） method were investigated by wet etching, X-ray diffraction（XRD）, and infrared absorption, respectively.A regular hexagonal etch pit density（EPD） of about 4000 cm-2 is observed on the（0001） Al surface of an AlN single crystal.The EPD exhibits a line array along the slip direction of the wurtzite structure, indicating a quite large thermal stress born by the crystal in the growth process.The XRD full width at half maximum（FWHM） of the single crystal is 35 arcsec, suggesting a good lattice perfection.Pronounced infrared absorption peaks are observed at wave numbers of 1790, 1850, 2000, and 3000 cm-1, respectively.These absorptions might relate to impurities O, C, Si and their complexes in AlN single crystals.     

未掺杂SI-InP中缺陷的正电子寿命研究

在 10～ 30 0 K的温度范围内 ,测量了用液封直拉法 (L EC)生长的 n- In P经高温退火后形成的未掺杂SI- In P晶体的正电子寿命谱 .用 PATFIT和 MEL T两种技术分析了正电子寿命谱 .常温下的结果表明 ,SI- In P中存在铟空位 VIn或与杂质的复合体缺陷 .观察到在 10～ 2 2 0 K之间正电子的平均寿命 τm 随温度的升高而减小 ,表明上述缺陷是带负电荷的铟空位 VIn的氢复合体 ;但是在低温下还存在正电子浅捕获态 ,浅捕获中心很可能是反位缺陷 In2 - P ,因此在 2 2 0～ 30 0 K范围内平均寿命τm 随温度的升高而略有上升 .     

非掺半绝缘磷化铟晶片的制备及其均匀性

对高温退火非掺磷化铟 (In P)制备的半绝缘晶片的电学性质和均匀性进行了研究 .非掺低阻 N型磷化铟晶片分别在纯磷气氛和磷化铁气氛下进行 930℃、80 h退火均可获得半绝缘材料 .但在这两种条件下制备的两种 5 0 mm半绝缘晶片却呈现出不同的电学性质和均匀性 .纯磷气氛下制备的磷化铟片的电阻率和迁移率分别达到 10 6 Ω·cm和 180 0 cm2 / (V· s) ;而在磷化铁气氛下退火获得的半绝缘片的电阻率和迁移率分别高达 10 7Ω· cm 和30 0 0 cm2 / (V· s)以上 .对这两种半绝缘片和原生掺铁磷化铟半绝缘片的 PL - Mapping结果进一步比较表明 :在磷化铁气氛下     

生长条件及退火处理对磷化铟单晶结构完整性的影响

利用X射线双晶衍射（XRD）技术研究了原生及退火处理后的磷化铟单晶的晶格完整性. 原生磷化铟单晶中由于存在着大量的位错和高的残留热应力，导致晶格产生很大的畸变，表现为XRD半峰宽的值较高并且分布不均匀，甚至有些原生的磷化铟单晶片出现XRD双峰等. 通过降低晶体生长过程的温度梯度，降低位错密度并减小晶体中的残留热应力可以提高晶体的完整性. 利用高温退火处理也可有效地降低磷化铟晶体中的残留热应力. 对磷化铟晶体生长过程中熔体的配比、掺杂浓度等条件对结构完整性的影响进行了分析.     

高温退火非掺杂磷化铟制备半绝缘材料

对液封直拉(LEC)非掺磷化铟(InP)进行930℃ 80h的退火可重复制备直径为50和75mm的半绝缘 (SI)衬底.退火是在密封的石英管内纯磷(PP)或磷化铁(IP)两种气氛下进行的.测试结果表明IP-SI InP衬底具有很好的电学性质和均匀性,而PP-SI的均匀性和电学参数都很差.在IP-SI样品的PL谱中出现与深缺陷有关的荧光峰.光激电流谱的测量结果表明:在IP气氛下退火获得的半绝缘磷化铟中的缺陷明显比PP-SI磷化铟的要少.并对退火后磷化铟中形成缺陷的机理进行了探讨.     

非掺及掺铁磷化铟中的残留施主缺陷

用辉光放电质谱(GDMS)测量了原生液封直拉(LEC)磷化铟(InP)的杂质含量.利用霍尔效应测到的非掺LEC-InP的自由电子浓度明显高于净施主杂质的浓度.在非掺和掺铁InP中都可以用红外吸收谱测到浓度很高的一个氢-铟空位复合体施主缺陷.这个施主的浓度随着电离的铁受主Fe2+浓度的增加而增加.这些结果表明半绝缘体中氢-铟空位复合体施主缺陷的存在对铁掺杂浓度和电学补偿都有重要影响.