宽带Ⅱ-Ⅵ族半导体及其低维结构的生长和光学性质研究进展

本文系自1979年以来，宽带Ⅱ-Ⅵ族半导体研究组取得的主要研究成果的简要介绍。取得的主要研究成果可分为如下六个方面：第一，系统地研究了宽带Ⅱ-Ⅵ族半导体在电场激发下的自由激子发射；第二，创造性地提出并实 利用宽带Ⅱ-Ⅵ族超晶格的室温激子效应来实现在蓝绿区快响应的光学双稳的物理思想；第三，深入研究了宽带Ⅱ-Ⅵ族超晶格中的激子行为以及激子与元激发态的相互作用，为利用激子获得有效蓝色自发和受激发射提供物理基础和实验途径；第四，研究了ZnSe基非对称双量子阱和组合超晶格中激子的隧穿以及激子的自发和受激发射；第五，CdSe和ZnSeS自组装量子点的生长及其形成机理；第六，ZnO薄膜的生长及其紫外发射特性。     

MOCVD生长的GaN单晶膜透射光谱研究

采用MOCVD技术在Al2O3(0001)衬底上生长了GaN薄膜，使用透射光谱、光致发光光谱和X射线双晶衍射三种技术测试了五类GaN薄膜样品，实验结果表明：GaN薄膜透射谱反映出的GaN质量与X射线双晶衍射测量的结果一致，即透射率越大，半高宽越小，结晶质量越好；而X射线双晶衍射峰半高宽最小的样品，其PL谱的带边峰却很弱，这说明PL谱反映样品的光学性能与X射线双晶衍射获得的结晶质量不存在简单的对应关系，同时还报导了一种特殊工艺生长的高阻GaN样品的RBS／沟道结果。     

生长温度对In0.53Ga0.47As/InP的LPMOCVD生长影响

利用LPMOCVD技术在InP衬底生长了InxGa1-xAs材料，获得表面平整．光亮的In0.53Ga0.47As外延层。研究了生长温度对InxGa1-xAs外延层组分、表面形貌、结晶质量、电学性质的影响。随着生长温度的升高，为了保证铟在固相中组分不变，必须增加三甲基铟在气相中的比例。在生长温度较高时，外延层表面粗糙。生长温度在630℃与650℃之间，X射线双晶衍射曲线半高宽最窄，高于或低于这个温度区间，半高宽变宽。迁移率随着生长温度的升高而增加,在630℃为最大值，然后随着生长湿度的升高反而降低。生长温度降低使载流子浓度增大，在生长温度大于630℃时载流子浓度变化较小。     

基频HfO2/SiO2高反射薄膜激光损伤生长特性

以1064 nm波长作用下的HfO2/SiO2高反射薄膜为研究对象,研究了高反射薄膜在损伤生长过程中分层剥落初始损伤结构的变化规律、损伤形貌特征和损伤生长阈值等特性。实验结果表明:分层剥落初始损伤结构的横向尺寸随激光能量密度的增加呈分段线性增长,破斑沿纵向拓展的损伤生长阈值是沿横向拓展的损伤生长阈值的2倍以上,初始损伤结构横向尺寸的生长率与能量密度呈指数关系,且生长阈值随着辐照次数的增加显著降低。     

耦合形貌对Si4团簇电子输运影响的第一性原理计算

运用密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的方法,对Si₄团簇与Au （100）-3×3两电极以顶位-顶位、顶位-空位、空位-空位三种形貌相连构成的Au-Si₄-Au纳米结点的拉伸过程进行第一性原理模拟,计算不同构型纳米结点在不同距离的电导和结合能.讨论耦合形貌、距离对结点电导的影响,结合能的计算表明三种不同耦合形貌结点存在稳定平衡结构,其平衡电导分别为0.71 G₀、0.96 G₀和2.44 G₀,且在-1.2 V~1.2 V的电压范围内,三种不同耦合形貌结点稳定结构表现出类似金属的导电特性,其I-V关系都近似为直线.计算结果表明Si₄团簇与电极的耦合形貌、两极距离对纳米结点电子输运有重要影响.     

Minority Carrier Lifetime in As-Grown Germanium Doped Czochralski Silicon

The minority carrier lifetime of as-grown germanium-doped Czochralski （GCZ） silicon wafers doped with germanium concentrations [Ge]=10^16-10^18 cm^-3 is investigated in comparison with conventional CZ silicon samples. It is found that the lifetime distribution along the ingot changes with the variation of[Ge]. There is a critical value of [Ge] = 10^16 cm^-3 beyond which Ge can obviously influence the lifetime of as-grown ingots. This phenomenon is considered to be associated with the competition or combination between the oxygen related thermal donors （TDs） and electrically active Ge-related complexes. The related formation mechanisms and distributions are also discussed.     

The spreading behaviour of perfluoropolyether droplets on solid surfaces

The spread of perfluoropolyether （PFPE） droplets on solid surfaces has been measured from the top-down view through a microscope system. Effects of substrates, molecular weight and end-group functionality on spreading of the PFPE droplets have been studied experimentally and the results were compared with those by molecular dynamics （MD） simulations. Silicon wafer and diamond-like carbon （DLC） substrates were used to study the effect of substrates on spreading. Two types of PFPE, Z-dol and Z-tetraol, with the same chain structure and various molecular weights （2000 and 4000 g/mol） were employed in experiments. Effect of molecular weight has been investigated through comparing the spreading of Z-dol 2000 and Z-dol 4000, and it is found that the increase of molecular weight will decrease the mobility of PFPE. Comparison between spreading of Z-dol and Z-tetraol of the same molecular weight proved that functional end group plays a significant role on the spreading of PFPE, which confirmed the MD simulation results.     

超长定向含铁多壁碳纳米管阵列的制备

采用无模板化学气相沉积法,以二茂铁为催化剂,二甲苯为碳源,利用单温炉加热装置制备了定向碳纳米管阵列。运用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱和X射线衍射仪等对定向碳纳米管阵列的形貌、成分和物相进行细致的分析和表征。结果表明:制得的碳纳米管阵列具有良好的定向性和多壁管状结构,并且石墨化程度高;碳纳米管中除碳元素外,管中包含有少量以纳米颗粒和纳米线形式存在的铁及其化合物,主要成分是铁和碳化铁。结合碳纳米管的制备和透射电子显微镜分析表征结果,认为超长碳纳米管阵列的生长模式为底部生长方式,即经历催化剂分解、催化、成核、长大、中毒、凝聚成粒和连接成线的循环过程,正是由于碳源和催化剂的连续供应促成了碳纳米管阵列的快速定向生长。     

建议利用植物的超弱光辐射测量太空返回地面种子的生长状况

目前,在我国航天领域,科技人员对经过太空环境处理过的植物种子返回地面后所显示的优质丰产的生长状况进行了研究,取得了丰硕的成果。植物的超弱光辐射产生于植物细胞新陈代谢的光物理与光化学反应过程中,属于光能量参与植物细胞新陈代谢的多种产物之中的一种[1],可以利用这种植物的超     

自组生长的硅纳米管的稳定性研究

文章作者的研究小组在世界上首次合成自组生长的硅纳米管（SiNTs）后,对它的稳定性研究又获得进展.采用5wt%的HF酸对自组生长的硅纳米管的稳定性进行了研究,研究表明HF酸可以去除硅纳米管的氧化物外层,只剩下晶体硅纳米管,说明所得到的硅纳米管是一种稳定结构,因而使其应用研究开发成为可能.研究表明,硅纳米管的稳定性与其生长形成过程密切相关。