GaN和Al_xGa_(1-x)N薄膜材料研究进展

ＧａＮ及ＡｌｘＧａ１－ｘＮ是发兰光的关键材料，是目前光电子材料中最引人注目、必须攻克的课题。本文综述了ＧａＮ及ＡｌｘＧａ１－ｘＮ材料的研究现状，重点介绍了ＧａＮ及ＡｌｘＧａ１－ｘＮ材料近年来在性能评价、生长技术和应用开发方面的进展     

调制掺杂AlxGa1-xN/GaN异质结中二维电子气的光致发光

研究了调制掺杂ＡｌｘＧａ１－ｘＮ／ＧａＮ异质结中与二维电子气（２ＤＥＧ）有关的光致发光,发现温度４０Ｋ时Ａｌ０．２２Ｇａ０．７８Ｎ／ＧａＮ异质结中２ＤＥＧ与光激发空穴复合形成的发光峰位于３．４４８ｅＶ,低于ＧａＮ自由激子峰４５ｍｅＶ。由于ＡｌｘＧａ１－ｘＮ／ＧａＮ界面极强的压电极化场的影响,光激发空穴很快扩散进ＧａＮ平带区,导致２ＤＥＧ与光激发空穴复合几率很低,在ＧａＮ中接近Ａｌ０．２２Ｇａ０．７     

高迁移率AlGaN-GaN二维电子气

用金属有机物气相外延方法在（０００１）蓝宝石衬底上生长了ＡｌｘＧａ１－ｘＮ／ＧａＮ二维电子气结构。Ａｌ０．１３Ｇａ０．８７Ｎ（７００ｎｍ）／ＧａＮ（６００ｎｍ）异质结的室温电子迁移率达１０２４ｃｍ＾２／Ｖｓ,而ＧａＮ体材料的室温电子迁移率为３９０ｃｍ＾２／Ｖｓ;该异质结的７７Ｋ电子迁移率达３５００ｃｍ＾２／Ｖｓ,而ＧａＮ体材料的电子迁移率在１８５Ｋ下达到峰值,为４９０ｃｍ＾２／Ｖｓ,７７Ｋ下下降到     

用电诱导液相外延法制备铝组分稳定的高铝值镓铝砷外延层

本文对用于制造高效率半导体发光器件的材料－Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ（ｘ＝０．７５）外延层沿生长方向上铝组分的分布进行了详细讨论。采用电液相外延法能获得铝组分高度稳定的Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ外延层，并用电流诱导效应作了初步理论解释。     

MOCVD外延生长Ga_(1-x)Al_xAs_(1-y)Sb_y半导体薄膜气固平衡和人工神经网络预报

本文研究了ＭＯＣＶＤ外延生长Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ１－ｙＳｂｙ半导体薄膜的生长条件与外延层组成的关系，并用人工神经网络法总结有关气固平衡规律。结果表明，用气相组成，载气流量和生长温度等影响外延层组成的主要参数作为人工神经网络的输入，以固相Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ１－ｙＳｂｙ中的Ａｌ和Ｓｂ的含量ｘ、ｙ作为输出，训练的人工神经网络可以预报固相组成ｘ、ｙ，得到满意结果。     

MOCVD外延生长Ga1—xAlAs1—ySby半导体薄膜气固平衡和人工神经网络预报

本文研究了ＭＯＣＶＤ外延生长Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ１－６Ｓｂｙ半导体薄膜的生长条件与外延层组成的关系，并用人工神经网络法总结有关气固平衡规律。结果表明，用气相组成，载气流量和生长等影响外延层组成的主要参数作为人工神经网络的输入，以固相Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ１－ｙＳｂｙ中的Ａｌ和Ｓｂ的含量ｘ、ｙ作为输出，训练的人工神经网络可以预报固相组成ｘ、ｙ，得到满意结果。     

AlxGa1—xAs外延层中Si平面掺杂的SIMS研究

利用二次离子质谱系统地研究了生长温度，Ａｌ组分Ｘ值和Ａｓ４夺强对Ｓｉδ掺杂ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ的ＳＩＭＳ深度剖面，Ｓｉ原子表面分凝和向衬底扩散的影响。实验发现，在外延生长Ｓｉδ掺杂ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ时，随着生长温度的提高或Ａｌ组份Ｘ值增加，Ｓｉ掺杂分布ＳＩＭＳ峰都非对称展宽，表面分凝作用加强，但不影响Ｓｉ原子的扩散，因此ＳＩＭＳ剖面的展宽与扩散无关。     

氮化镓基电子与光电子器件

ＧａＮ具有宽禁带、高击穿电压、异质结沟道中高峰值电子漂移速度和高薄层电子浓度等特点,是大功率和高温半导体器件的理想化合物半导体材料。宽禁带Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体的性能和研究进展已经使大功率紫外光／蓝光／绿光光发射二极管走向商业市场,证明ＩｎＧａＡｓ／ＧａＮ／ＡｌＧａＡｓ紫罗兰色异质结激光器能够在室温和脉冲或连续波条件下工作,是性能优越的光电器件的理想材料。本文综述了上述研究成果。     

δ－掺杂GaAs／AlxGa_（1－x）As二维电子气结构材料的GSMBE生长与特性

本文用ＧＳＭＢＥ技术生长纯度ＧａＡｓ和δ－掺杂ＧａＡｓ／Ａｌ_ｘＧａ_（１－ｘ）Ａｓ结构二维电子气材料并对其电学性能进行了研究。对于纯度ＧａＡｓ的ＧＳＭＢＥ生长和研究，在低掺Ｓｉ时，载流子浓度为２×１０~（１４）ｃｍ~（－３），７７Ｋ时的迁移率可达８４，０００ｃｍ~２／Ｖ．ｓ。对于用ＧＳＭＢＥ技术生长的δ－掺杂ＧａＡｓ／Ａｌ_ｘＧａ_（１－ｘ）Ａｓ二维电子气材料，在优化了材料结构和生长工艺后，得到了液氮温度和６Ｋ迁移率分别为１７３，５８３ｃｍ~２／Ｖ．５和７．６７×１０~５ｃｍ~２／Ｖ．ｓ的高质量ＧａＡｓ／Ａｌ_ｘＧａ_（１－ｘ）Ａｓ二维电子气材料。     

稀土含氮黄长石固溶体R2Si3-xAlxO3+xN4-x的X射线衍射研究

用热压和无压烧结工艺，在１７００～１８００℃制备了含氮稀土黄长石固溶体Ｒ２Ｓｉ３－ｘＡｌｘＯ３＋ｘＮ４－ｘ（Ｒ＝Ｎｄ，Ｓｍ，ｘ＝０，０．３，０．６，１．０，１．２；Ｒ＝Ｄｙ，Ｙ，Ｘ＝０，０．３，０．６，１．０；Ｒ＝Ｙｂ，Ｘ＝０，０．３）利用Ｇｕｉｎｉｅｒ－Ｈａｅｇｇ照相法，光密度计在ＬＳ－１８和相应的程序系统（ＳＣＡＮ，ＳＣＡＮＰＩ和ＰＩＲＵＭ）给出了稀土黄长石的Ｘ射线衍射图谱，精密测定了具有不同     

三元GaxIn1-xP和四元(AlxGa1-x)0.51In0.49P合金拉曼光谱研究

测量了室温下三元ＧａｘＩｎ１－ｘＰ（ｘ＝０．４８）和四元（ＡｌｘＧａ１－ｘ）０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ（ｘ＝０．２９）合金背散射配置下的喇曼光谱。三元ＧａｘＩｎ１－ｘＰ的喇曼谱表现为双模形式,在ＤＡＬＡ带上叠加了ＦＬＡ模,在有序样品中观察到了类ＧａＰ的ＴＯ１横和类ＩｎＰ的ＴＯ２模,类ＧａＰ的ＬＯ１模和类ＩｎＰ的ＬＯ２模的分裂,表示有序度的ｂ／ａ比从无序样品的０．４０变化到有序样品的０．１０,有序样品ｂ     

原子团离子在AlxGa1—xAs基体组分SIMS定量分析中的应用

通过检测原子团离子ＭＣｓ＾＋和ＭＡｓ＾－（Ｍ是基体元素）对ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ基体组分进行了定量的分析，考虑了ＭＩＱ＝１５６ＳＩＭＳ上所测迷些原子团离子的能量分主其对分析结果的影响，并对正、负ＳＩＭＳ，测量方法做出比较。     

含N稀土－黄长石固溶体

研究了由通式Ｒ２Ｓｉ３－ｘＡｌｘＯ３＋ｘＮ４－ｘ（Ｒ＝Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｄｙ和Ｙ）表示的含Ｎ稀土（及Ｙ）－黄长石固溶体的形成和固溶度，在１６００～１７５０°Ｃ温度范围内，由热压和无压烧结制备了０＜ｘ＜１．５含不同稀土的黄长石固溶体样品，相分析结果表明：稀土－黄长石相（包括固溶　体）在轻稀土系统中较易形成，它们的固溶范围随稀土元素离子半径减小而变窄，Ｎｄ－黄　长石固溶体具有最大固溶度ｘ＝１．     

(Ca,Mg)-α-Sialon的致密化,形成特性和显微结构

利用热压工艺制备了组份为（Ｃａ,Ｍｇ）ｘＳｉ１２－３ｘＡｌ３ｘＯｘＮ１６－ｘ（ｘ＝０．３、０．６、１．０和１．４）的（Ｃａ,Ｍｇ）－α－Ｓｉａｌｏｎ。研究结果发现,当ｘ≥１．０时,材料的主晶相为α－Ｓｉａｌｏｎ和含Ｍｇ的ＡｌＮＡ多型体。多型体的含量随ｘ值的增加而变大。以复合添加剂取代单一添加剂,不仅改善了α－Ａｉａｌｏｎ的烧结性能,ＴＥＭ和ＥＤＡＸ的结果还进一步表明添加的Ｃａ＾＋＋离子进入α－Ｓｉ     

调制掺杂AlxGa1-xN/GaN异质结磁输运研究

通过低温和高磁场下的磁输运测量,首次在Ａｌ０．２２Ｇａ０．７８Ｎ／ＧａＮ异质结中观察到了舒勃尼科夫－德哈斯振荡的双周期特性,发现在Ａｌ０．２２Ｇａ０．７８Ｎ／ＧａＮ异质结的三角势阱中产生了二维电子气（２ＤＥＧ）的第二子带占据,发生第二子带占据的阈值２ＤＥＧ浓度估算为７．２＊１０＾１２ｃｍ＾－２,在阈值２ＤＥＧ浓度下第一子带和第二子带能级的距离计算为７５ｍｅＶ。     

n型GaSb,InGaAsSb的MBE生长和特性研究

本文报导了非故意掺杂ＩｎＧａＡｓＳｂ本底浓度的降低和掺Ｔｅｎ型ＧａＳｂ和ＩｎＧａＡｓＳｂ的ＭＢＥ生长与特性的研究结果。结果表明，通过生长工艺的优化，ＧａＳｂ和ＩｎＧａＡｓＳｂ的背景空穴浓度可分别降至１．１×１０~（１６）ｃｍ~（－３）和４×１０~（１６）ｃｍ~（－３），室温空穴迁移率分别为９４０ｃｍ２／ｖ．ｓ和２６０ｃｍ~２／ｖ．ｓ。用Ｔｅ作ｎ型掺杂剂，可获得载流子浓度在１０~（１６）～１０~（１８）ｃｍ~（－３）的优质ＧａＳｂ和ＩｎＧａＡｓＳｂ外延层，所研制的材料已成功地制备出Ｄ_λ~＊＝４×１０~（１０）ｃｍＨｚ~（１／２）／Ｗ的室温ＩｎＧａＡｓＳｂ红外探测器和室温脉冲ＡｌＧａＡｓＳｂ／ＩｎＧａＡｓＳｂ双异质结激光器。     

应用量子化学研究Ca2Fe2—xAl2O5的水化活性

用量子化学ＳＣＣ－ＤＶ－Ｘα方法分析了Ｃａ２Ｆｅ２－ｘＡｌｘＯ５体系听ａ２Ｆｅ２Ｏ５，Ｃａ２Ｆ３１．４３Ａｌ０．５７Ｏ５和Ｃａ２Ｆ３１．２８Ａｌ０．７２Ｏ５，认为它们的水化活性随Ａｌ的增加而提高的原因是：（１）Ａｌ的净电荷比Ｆｅ高，易吸收水分子的弧对电子；（２）Ａｌ－Ｏ键比Ｆｅ－Ｏ键弱，易断裂而容易与水反应。     

一类拟线性椭圆方程的可解性

讨论了如下拟线性椭圆方程－Δｐｕ－ａ／ｘＮ│△↓ｕ│＾ｐ－２δｕ／δｘＮ＋│ｕ│＾ｐ－２ｕ＝│ｕ│＾ｓ＝１ｕ ｘＮ≠０的可解性,在一定条件下证明了它有非平凡弱解。     

用电诱导液相外延法制备铝组分稳定的高铝值镓铝砷外延层

本文对用于制造高效率半导体发光器件的材料──Ｇａ_（１－ｘ）Ａｌ_ｘＡｓ（ｘ＝０．７５）外延层沿生长方向上铝组分的分布进行了详细地讨论。采用电液相外延法能获得铝组分高度稳定的Ｇａ_（１－ｘ）Ａｌ_ｘＡｓ外延层，并用电流诱导效应作了初步理论解释。     

InGaN/AlGaN双异质结蓝光和绿光发光二极管

报道了用ＬＰ－ＭＯＶＰＥ技术在蓝宝石衬底上生长出以双掺Ｚｎ和Ｓｉ的ＩｎＧａＮ为有源区的蓝光和绿光ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ双异质结结构,并研制成功发射波长分别为４３０－４５０ｎｍ和５２０－５４０ｎｍ的蓝光和绿光ＬＥＤ。据查,这是国内首次有关六方ＧａＮ基绿光ＬＥＤ的报道。