立方相GaN的持续光电导

研究了金属有机物化学气相外延 (MOVPE)方法生长的非故意掺杂的立方相 Ga N的持续光电导效应 .在六方相 Ga N中普遍认为持续光电导效应与黄光发射有关 ,而实验则显示在立方 Ga N中 ,持续光电导效应与其中的六方相 Ga N夹杂有关系 ,而与黄光发射没有关系 .文中提出 ,立方相 Ga N与其中的六方相 Ga N夹杂之间的势垒引起的空间载流子分离是导致持续光电导现象的物理原因 .通过建立势垒限制复合模型 ,解释了立方相 Ga N的持续光电导现象的物理过程 ,并对光电导衰减过程的动力学作了分析 .对实验数据拟合的结果证明以上的模型和推导是与实验相符的 .     

高质量InGaN的等离子体辅助分子束外延生长和In的反常并入行为

采用射频等离子体辅助分子束外延技术生长得到了In组分精确可控且高质量的In_xGa_1-xN (x ≤ 0.2) 外延薄膜. 生长温度为580 ℃的In_0.19Ga_0.81N薄膜(10.2) 面非对称衍射峰的半高宽只有587弧秒, 背景电子浓度为3.96× 10¹⁸/cm³. 在富金属生长区域, Ga束流超过N的等效束流时, In组分不为零, 即Ga并没有全部并入外延层; 另外, 稍微增加In束流会降低InGaN的晶体质量. 关键词： InGaN 外延薄膜 射频等离子体辅助分子束外延 In 并入 晶体质量     

计入衍射几何因子和多重性因子的立方GaN相含量的测定

以回摆法衍射峰的积分强度为基础,提出了X射线衍射分析单晶体时的多重性因子和衍射几何因子的概念,推导出普遍适用的相含量计算公式.利用双晶X射线多功能四圆衍射仪测绘GaN/GaAs(001)外延层中立方相（002）面、{111}面和六角相{100}面的极图和倒易空间Mapping,分析了六角相和立方相微孪晶的各晶面在极图中的分布特征及计算相含量时的多重性因子和衍射几何因子,并根据立方相(002)、立方相微孪晶{111}、六角相{101}和{100}衍射峰的积分强度,求得外延层中立方相微孪晶和六角相的含量.     

立方相GaN外延层的表面起伏和高密度孪晶与六角相

利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)技术研究了低压金属有机化学气相淀积(LP-MOCVD)的立方相GaN/GaAs(001)外延层的表面起伏特征,及其与外延层极性和内部六角相、立方相微孪晶之间的联系.结果表明外延表面存在有大量沿方向延伸的条带状台阶,而表面起伏处对应着高密度的六角相或立方相微孪晶,在表面平整的区域内其密度则较低.{111}_Ga和{111}_N面上形成六角相和微孪晶概率的明显差异是导致外延层表面台阶状起伏特征的根本原因.     

使用 X射线衍射技术判定 Si C单晶体的结构和极性

使用四圆衍射仪和双晶衍射技术 ,分析了 Si C体单晶的结构和极性 .Si C单晶体由化学气相淀积法获得 .六方 { 10 15 }极图证明了该单晶结构为 6 H型 .三轴晶衍射中的ω模式衍射强度的差异判定了该单晶的 Si终端面和 C终端面 ,即极性面。两个面的一、二、三级衍射强度的测量比值与经过散射因子修正后计算的结构振幅平方比值| F ( 0 0 0 L ) | 2 / | F( 0 0 0 L ) | 2 非常吻合 .因此 ,利用极性面的衍射强度差异 ,可以方便、严格地判断具有类似结构如 2 H{ 0 0 0 1}、4H { 0 0 0 1}及 3C- Si C{ 111}的极性     

Si(001)衬底上APCVD生长3C-SiC薄膜的微孪晶及含量

利用X射线双晶多功能四圆衍射仪,对在Si(001)衬底上使用常压化学气相方法(APCVD)生长的3C-SiC进行了微孪晶的分析.Φ扫描证明了3C-SiC外延生长于Si衬底上,生长的取向关系为：(001)_3C-SiC//(001)_Si,［111］_3C-SiC//［111］_Si.3C-SiC的{111}极图在χ=15.8°出现了新的衍射,采用六角相{10^{1010}晶面的极图以及孪晶SiC(002)的倒易空间Mapping分析了χ=15.8°处产生的衍射为3C-SiC的孪晶所致,并利用ω扫描估算了孪晶的含量约为1%.     

Designing of 1 eV GaNAs/GaInAs superlattice subcell in current-matched four-junction solar cell

A reasonably-thick GaNAs/GaInAs superlattice could be an option as a roughly 1 eV subcell to achieve high-efficiency multi-junction solar cells on a lattice-matched Ge substrate. A detailed consideration of a high-efficiency design for a GaInP/GaAs/1 eV/Ge device is presented. Calculations have been done for this structure to obtain the confined energies of the electrons and holes by utilizing the Kronig-Penney model, as well as the absorption coefficient and thereby the external quantum efficiency. The effect of well layers, GaNAs or GaInAs, on the absorption and photocurrent density under the AM 1.5 condition is discussed in order to realize a requirement of current matching in the four-junction solar cells. The management of these considerations implies the feasibility of the GaNAs/GaInAs superlattice subcell design to improve the overall conversion efficiency of lattice matched GaInP/GaAs/1 eV/Ge cells.     

使用X射线衍射技术判定SiC单晶体的结构和极性

使用四圆衍射仪和双晶衍射技术,分析了SiC体单晶的结构和极性．SiC单晶体由化学气相淀积法获得．六方｛1015｝极图证明了该单晶结构为6H型．三轴晶衍射中的ω模式衍射强度的差异判定了该单晶的Si终端面和C终端面,即极性面。两个面的一、二、三级衍射强度的测量比值与经过散射因子修正后计算的结构振幅平方比值｜F（000L）｜２／｜F（000L）｜２非常吻合．因此,利用极性面的衍射强度差异,可以方便、严格地判断具有类似结构如2H｛0001｝、4H｛0001｝及3C-SiC｛111｝的极性．     

GaAs衬底上等离子体增强原子层沉积GaN薄膜

采用等离子体增强原子层沉积(PEALD)技术在斜切的砷化镓(GaAs)衬底上低温沉积了氮化镓(GaN)薄膜,对生长过程、表面机制以及界面特性等进行分析,得到GaN在215～270℃的温度窗口内生长速度(Growth-Per-Cycle, GPC)为0.082 nm/cycle,并从表面反应动力学和热力学方面对GPC的变化进行了分析。研究发现,生长的GaN薄膜为多晶,具有六方纤锌矿结构,且出现(103)结晶取向。在GaN/GaAs界面处观察到约1 nm厚的非晶层,这可能与生长前衬底表面活性位点的限制和前驱体的空间位阻效应有关。值得注意的是,在沉积的GaN薄膜中,所有的N皆与Ga以Ga-N键结合生成GaN,但是存在少部分Ga形成了Ga-O键和Ga-Ga键。这种成键方式,可能与GaN薄膜中存在的缺陷和杂质有关。