分子束外延PbTe薄膜中的红外光电导探测器

中红外探测器在诸多领域具有重要的应用,目前,我国在PbTe、PbSe中红外探测器方面研制较少,通过分子束外延技术、以CdZnTe(lll)为衬底生长PbTe外延薄膜,XRD表征表明:PbTe外延薄膜是单晶薄膜,且与衬底具有相同(lll)取向,光吸收光谱测量得到外延薄膜的光学吸收边位于3.875 μm,光致发光谱显示发光波长位于3.66 μm,蓝移是红外激光泵浦导致PbTe温升所致.以PbTe为有源区材料、ZnS薄膜作为钝化和绝缘材料,用AuPtTi合金作为欧姆接触电极,研制了PbTe光电导中红外探测器原型器件,探测器在78 K温度下的光电导响应在红外波段的1.5～5.5μm,探测率约为2×10~9 cm·Hz~(1/2)·W~(-1).最后,对影响探测器工作的因素和改进方法进行了讨论.     

利用同步辐射光电子能谱技术研究Pb1-xSrxTe薄膜的能带移动及其组成异质结能带带阶

利用同步辐射光电子能谱技术研究了低Sr组分时Pb_(1-x)Sr_xTe薄膜能带的移动规律,并计算了Pb_(1-x)Sr_xTe/Pb Te异质结中导带帯阶所占比率.当不考虑应力时,该异质结界面导带带阶比率Qc=ΔEC/ΔEg=0.71.当考虑应力时,PbTe能带发生L能谷与O能谷的劈裂,其导带带阶比率分别为QLC=0.47和QOC=0.72.Pb_(1-x)Sr_xTe/Pb Te异质结界面具有类型Ⅰ的能带排列结构,这说明Pb_(1-x)Sr_xTe/PbTe型量子阱或量子点对电子与空穴都有较强的限制能力.该异质结能带帯阶的精确测量有利于该类三元系半导体异质结在中红外光电器件的研发和应用中发挥重要作用.     

MBE生长PbSe/PbSrSe量子阱结构的光致中红外发光的研究

研究了分子束外延技术生长的PbSe/PbSrSe多量子阱结构的中红外光致荧光现象.高分辨率X射线衍射（HRXRD）谱观察到了多量子阱所特有的多级卫星峰,表明量子阱界面陡峭.变温光致荧光谱测量显示量子阱结构对电子空穴有强的限制效应,在相同温度下,量子阱样品的荧光峰峰位相对PbSe体材料有一定的蓝移.发现量子阱样品的荧光强度同温度有关,温度从150 K上升到230 K时,荧光强度逐渐增大,温度继续升高,荧光强度缓慢下降,但在高于室温时,仍能观察到较强的荧光发射,这说明该量子阱结构材料具有应用于室温工作的中红外 关键词： PbSe/PbSrSe多层量子阱（MQWs） 光致中红外荧光 高分辨X射线衍射（HRXRD）     

掺氮ZnO薄膜的光电特性及其薄膜晶体管研究

Using NH3 as nitrogen source gas, N-doped ZnO （ZnO：N） thin films in c-axis orientation were deposited on glass substrates by radio frequency magnetron sputtering at room temperature. The ZnO：N thin films display significant increase of resistivity and decrease of photoluminescence intensity. As-grown ZnO：N material was used as active channel layer and Si3N4 was used as gate insulator to fabricate thin-film transistor. The fabricated devices on glasses demonstrate typical field effect transistor characteristics.     

利用同步辐射光电子能谱技术测量ZnO/PbTe异质结的能带带阶

异质结结构界面的能带带阶是一个非常重要的参数,该参数的精确确定直接影响异质结的光电性质研究以及异质结在光电器件上的应用.利用同步辐射光电子能谱技术测量了ZnO/PbTe异质结结构的能带带阶.测量得到该异质结价带带阶为2.56 eV,导带带阶为0.49 eV,是一个典型的类型I的能带排列.利用变厚度扫描的测量方法发现,ZnO/PbTe界面存在两种键,分别是Pb—O键(低结合能)和Pb—Te键(高结合能).在ZnO/PbTe异质结界面的能带排列中导带带阶较小,而价带带阶较大,这一能带结构有利于PbTe中的激发电子输运到ZnO导电层中.该类结构在新型太阳电池、中红外探测器、激光器等器件中具有潜在的应用价值.     

Energy band alignment of PbTe/CdTe(111) interface determined by ultraviolet photoelectron spectra using synchrotron radiation

The energy band structure with type-I alignment at the PbTe/CdTe(111) heterojunction interface is determined by the ultraviolet photoelectron spectrum using synchrotron radiation.The valence band and conduction band offsets are obtained to be 0.09±0.12 and 1.19±0.12 eV,respectively.These results are in agreement with theoretically predicted ones.The accurate determination of the valence band and conduction band offsets is useful for the fundamental understanding of the mid-infrared light emission from the PbTe/CdTe heterostructures and its application in devices.     

ZnS薄膜参数对有机/无机复合发光器件特性的影响

半导体量子点(QDs)具有发光效率高和发光波长可调等特点。采用胶体CdSe QDs作电致发光器件的有源材料,TPD(N,N′-biphenyl-N,N′-bis-(3-methylphenyl)-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine)作空穴传输层,ZnS作电子传输层,研究了有机/无机复合发光器件ITO/TPD/CdSe QDs/ZnS/Ag的电致发光特性。TPD和CdSe QDs薄膜采用旋涂方法、ZnS薄膜采用磁控溅射方法沉积,器件表面平整。CdSe QDs的光致发光和电致发光谱峰位波长均位于～580 nm,属于量子点的带边激子发光。我们与以前的ITO/ZnS/CdSe QDs/ZnS/Ag发光器件结构进行了对比,发现新的器件结构的电致发光谱没有观察到QDs表面态的发光,而且新器件的发光强度是ITO/ZnS/CdSe QDs/ZnS/Ag结构的～10倍。发光效率的提高归因于碰撞激发与载流子注入两种发光机制并存的结果：一方面电子经过ZnS 层加速后,碰撞激发CdSe QDs发光;另一方面,空穴从TPD层注入CdSe QDs 与QDs中激发的电子复合发光。我们进一步研究了ZnS电子加速层厚度对发光特性的影响,选择ZnS薄膜的厚度分别是80,120 和160 nm,发现随着ZnS层厚度增大,器件启亮电压升高,EL强度增大,但是击穿电压降低。EL峰位随着ZnS厚度的减小发生明显蓝移,对上述实验现象进行了机理解释。     

分子束外延生长[111]晶向CdTe的研究

本文采用分子束外延(MBE)方法在BaF₂衬底上直接外延生长了CdTe(111)薄膜. 反射高能电子衍射(RHEED)实时监控生长表面, 衍射图样揭示了CdTe(111)在BaF₂表面由二维生长向三维生长的变化过程．XRD表征验证了外延生长的CdTe薄膜的单晶性质．由红外透射光谱测量和理论拟合相结合, 得到了CdTe外延薄膜室温带隙宽度E_g=1.511 eV.