我国实现蓝宝石衬底氧化锌二极管室温电致发光

据《科学时报》近日报道，由中科院长春光机所、厦门大学共同承担的国家自然科学基金委员会重点项目“氧化锌基单晶薄膜材料、物性及器件研究”，日前正式通过了国家自然科学基金委信息科学部专家组的中期检查验收。该项目在国内率先获得了氧化锌同质结的电致发光，并且在国际上首次实现了蓝宝石衬底生长的氧化锌二极管室温电致发光，为今后氧化锌蓝紫外发光和激光二极管的发展奠定了实验基础。     

Effect of Alumina and Chromium Interlayers on Microstructures and Optical Properties of Thin Ag Films on Glass Substrates

Effects of alumina and chromium interlayers on the microstructure and optical properties of thin Ag films are investigated by using spectrophotometry, x-ray diffraction and AFM. The characteristics of Ag films in Ag/glass, Ag/l2O3/glass and Ag/Cr/glass stacks are analysed. The results indicate that the insertion of an Al2O3 or Cr layer decreases the grains and influences the reflectance of Ag films. The reflectance of the Ag film can be increased by controlling the thickness of alumina interlayer. The stability of Ag films is improved and the adhesion of Ag films on glass substrates is enhanced by alumina as an interlayer.     

Reduction of Dislocations in GaN Epilayer Grown on Si （111） Substrates using a GaN Intermedial Layer

GaN intermedial layers grown under different pressures are inserted between GaN epilayers and AIN/Si（111） substrates. In situ optical reflectivity measurements show that a transition from the three-dimensional （3D） mode to the 2I） one occurs during the GaN epilayer growth when a higher growth pressure is used during the preceding GaN intermedial layer growth, and an improvement of the crystalline quality of GaN epilayer will be made. Combining the in situ reflectivity and transmission electron microscopy （TEM） measurements, it is suggested that the lateral growth at the transition of growth mode is favourable for bending of dislocation lines, thus reducing the density of threading dislocations in the epilayer.     

单层光学薄膜中薄膜－衬底体系的双重干涉效应及其应用

提出了单层光学薄膜中薄膜与衬底反射光之间的双重干涉效应的理论，实验结果证实了理论分析的正确性。双重干涉效应使薄膜－衬底体系的热致反射调制度高达８０％，这一效应可望有极广泛的应用     

GaN单晶衬底上同质外延界面杂质的研究

氮化镓单晶衬底上的同质外延具有显著的优势,但是二次生长界面上的杂质聚集一直是困扰同质外延广泛应用的难题,特别是对电子器件会带来沟道效应,对激光器应用会影响谐振腔中的光场分布。本文通过金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)生长的原位处理,实现了界面杂质聚集的有效抑制。研究发现,界面上的主要杂质是C、H、O和Si,其中C、H、O可以通过原位热清洗去除;界面Si聚集的问题主要是由衬底外延片保存过程中暴露空气带来的,其次是氮化镓衬底中Si背底浓度,在外延过程中,生长载气对氮化镓单晶衬底不稳定的N面造成刻蚀,释放的杂质元素会对二次生长界面产生影响,本文较系统地阐明了界面杂质的形成机制,并提出了解决方案。     

昆明物理研究所分子束外延碲镉汞薄膜技术进展

碲镉汞(MCT)自从问世以来一直是高端红外(IR)探测器领域的首选材料,分子束外延碲镉汞技术具有低成本异质外延、材料能带精准调控、原位成结等优势,是第三代红外焦平面陈列(FPA)器件研制的重要手段。本文报道了昆明物理研究所分子束外延(MBE)MCT薄膜技术进展,包括材料结构、晶体质量、表面缺陷、材料均匀性、掺杂浓度等参数优化控制的研究结果。异质衬底、碲锌镉衬底上MCT薄膜尺寸分别为4英寸(10.16 cm)及2.5 cm×2.5 cm,材料EPD值分别在1×10⁶ cm^-2附近及(3～30)×10⁴ cm^-2范围,表面宏观缺陷密度分别在30 cm^-2附近及100～300 cm^-2范围,薄膜质量与国内外先进水平相当。采用分子束外延MCT薄膜实现了2 048×2 048中波红外(MWIR)、2 048×2 048短波甚高分辨率红外(SWIR)焦平面、640×512中短双色红外(S-MWIR)、320×256中中双色红外(M-MWIR)FPA探测器的研制和验证。     

弯曲衬底上应变异质外延薄膜形态失稳的相场模拟

论文旨在研究弯曲衬底上应变异质外延薄膜的表面非线性演化行为,研究采用了基于Eshelby等效方法的相场微弹性模型来模拟二维应变Si1-xGex/Si薄膜/衬底系统的形态失稳.建立了关于等效特征应变和长程序参量的自由能泛函,数值求解了时间相关的Ginzburg-Landau动力学方程.系统自由能包括化学能,弹性应变能以及薄膜、衬底与真空相两两之界面能.跟踪了全时的形态演化过程,给出了指定时刻的量子点形态轮廓图.结果表明,量子点倾向于沉积在弯曲衬底的波谷处,波谷处是能量有利位置,量子点在此处比在波峰处更加稳定.论文所做的相场模拟可以用来预测量子点形成的轮廓、尺寸和位置,可以为控制和生成周期性自组装表面纳米结构提供理论指导.     

3英寸6H-SiC单晶的生长

SiC是宽带隙半导体材料的典型代表,具有优良的热学、力学、化学和电学性质,不但可以用作基于GaN的蓝色发光二极管的衬底材料,同时又是制作高温、高频、大功率电子器件的最佳材料之一,因此高质量、大直径SiC单晶的生长一直是材料研究领域的热点课题。目前美国的Cree公司在SiC单晶生长领域研发方面起步早、投入大,SiC单晶的直径达到4英寸,处于领先地位。我国在“十五”期间投入了一定的人力、物力进行了SiC单晶生长的研究,在生长2英寸SiC单晶的工作中取得了一定的成绩[1],但更大直径的SiC单晶生长技术进展缓慢,至今未见国内报道。而对…     

衬底温度对PLD方法制备的ZnO薄膜的光学和电学特性的影响

利用脉冲激光沉积法(PLD)在c面蓝宝石衬底上制备了ZnO薄膜并对其进行了X射线衍射(XRD)、反射式高能电子衍射(RHEED)、光致发光(PL)谱和霍尔(Hall)测试.RHEED和XRD分析表明,温度在350℃至550℃之间时,ZnO薄膜的结晶质量随着衬底温度的升高而提高,当衬底温度进一步升高后,ZnO薄膜的结晶质量开始下降.四个样品中,衬底温度为550℃的样品具有最清晰的规则点状RHEED图像和半高宽最窄的(0002)衍射峰.PL谱和Hall测量的结果表明,衬底温度为550℃的样品还具有最好的发光性质和最大的霍尔迁移率.