n型砷化镓中1.36eV发光峰的研究

研究表明扩Cu与热处理GaAs 中都存在的1.36eV发光峰,起源是不同的.前者主要与Cu_(Ga)有关,而后者主要与V_(Ga)有关.首次观察到在同样的温度下扩Cu的与热处理的GaAs(未掺杂)样品,经H等离子体处理后,在扩Cu样品中,在1.41eV附近出现了一个新的发光峰,而在热处理的样品中却不存在此峰.1.41eV发光峰所对应的发光中心可能是H与Cu形成的复合体.     

未掺杂GaN外延膜的结晶特性与蓝带发光关系的研究

采用卢瑟福背散射／沟道技术，X射线双晶衍射技术和光致发光技术对几个以MOCVD技术生长的蓝带发光差异明显的未掺杂GaN外延膜和GaN：Mg外延膜进行了测试。结果表明，未掺杂GaN薄膜中出现的2．9eV左右的蓝带发光与薄膜的结晶品质密切相关。随未掺杂GaN的蓝带强度与带边强度之比增大，GaN的卢瑟福背散射／沟道谱最低产额增大，X射线双晶衍射峰半高宽增大。未掺杂GaN薄膜的蓝带发光与薄膜中的某种本征缺陷有关。研究还表明，未掺杂GaN中出现的蓝带与GaN：Mg外延膜中出现的2．9eV左右的发光峰的发光机理不同。     

n-InP中深能级的研究

本文主要利用夹有薄氧化层、势垒高度约为0.65eV的Au/InP肖特基势垒来研究未掺VPE n-InP、未掺及轻掺Fe InP体材料中的深能级.共测到七个电子陷阱和两个空穴陷阱,对其中两个电子陷阱进行了详细的研究.我们在掺Fe晶体中测到一个电子发射激活能为0.69eV的电子陷阱,考虑到其中包含有0.050eV的俘获势垒,则能级值应为0.64eV,这与用Hall方法在掺Fe半绝缘材料中发现的0.65eV能级较一致,所以我们认为该能级与铁有关.另外在所有的材料中都存在0.62eV的电子陷阱,估计该能级与本征缺陷有关.     

分子束外延GaAs中的Sn受主态

用4K光致发光研究了掺Sn分子束外延GaAs中Sn原子的占位.结果表明在固定As_4/Ga束流比下,高温生长会引起 GaAs:Sn外延层中 Sn受主态的增强.与之有关的1.507eV,1.35eV两发射峰分别为束缚在中性Sn受主上的电子空穴对的辐射复合(S_n~o,X)和自由电子与束缚空穴间的跃迁(D~o,S_n~o).     

Sn掺杂量对Sn-Al共掺ZnO薄膜光学性能的影响

利用溶胶-凝胶(sol-gel)法在玻璃和硅衬底上制备了不同Sn掺杂量的Sn-Al共掺的ZnO薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)、光致发光谱(PL)等测试手段,对薄膜的结构、形貌和光学性能进行了表征。结果表明:所制备的样品晶粒均沿(002)方向择优生长,且随着Sn元素掺杂量的增加,择优取向性先增强后减弱,同时薄膜的半高宽先减小后增大,半高宽最小时,薄膜的结晶质量最好。与只掺Al元素的ZnO薄膜相比,共掺后的薄膜近紫外发光峰的强度明显降低,出现了轻微的蓝移,且在600 nm处的缺陷发光强度明显增强;随着Sn掺杂量的增加薄膜的透过率先增加后减小。与AZO薄膜相比,当Sn的掺杂量为0.020时,薄膜的结晶质量更好,缺陷发光更强,光透过率更高。     

退火对6H-SiC晶体的光学性质及光致发光的影响

利用双光束分光光度计对高温退火前后的掺氮和未掺杂6H-SiC晶体的透射及反射谱进行了分析,发现无论退火前后,两种SiC晶体在紫外区均存在强烈的吸收.在可见和近红外区,尤其是未掺杂SiC样品具有很高的透射率,退火后,两种样品的透射率均明显提高.利用荧光分光光度计研究了退火前后样品的光致发光特性,结果表明:在390 nm Xe灯激发下.两种样品在417 nm和436 nm处均可观察到蓝光发射,417 nm处的发光归结于C簇的发光,436 nm处的发光机理为从晶粒的核心激发载流子转移到晶粒表面,并与其上的发光中心辐射复合;同时,掺氮SiC在575 nm处还存在发光峰,为氮掺入后引起的非晶SiC的发光,在325 nm Xe灯激发下,525 nm处存在发光峰,其详细发光机制有待进一步研究.     

高压液封直拉InP单晶的低温光致发光研究

研究了高压液封直拉InP 单晶在 4.2 K、1.8K和 4.2至～40K三种温区的光致发光谱.除看到了1.416eV处的近带边峰和1.1-1.2eV处与P空位有关的络合物峰外,还观察到1.377eV(A峰)和1.368eV处(B峰)的两个峰及它们在低能方向的一级、二级、三级声子伴线.初步确定A峰、B峰分别与受主杂质Zn、Cd有关.实验测定了InP中纵向光学声子(Lo)的能量约为43meV,并给出了电子、声子耦合强度s值.     

InP(100)与(111)面的特征能量损失谱

用能量为300eV的入射电子测量了InP(100)与(111)面的电子能量损失谱,识别了能量损失为15.2eV的峰对应于InP的体等离子体损失,11.7eV和8.7eV 的两个峰分别由In的体和表面等离子体损失所引起.用费米能级以上1.8 eV和 4.0eV处存在两个空态.解释了19.3eV、20.2eV、22.7eV,3.8eV和 6.0eV 几个损失峰分别对应于从In 4d芯能级和价带到上述空态的跃迁.In的体和表面等离子体损失峰的存在说明表面形成了In岛.根据同纯In样品损失谱强度的比较,估计了表面In岛所占的面积.表面In岛是氩离子刻蚀所造成,经过退火,In岛所占面积缩小,但厚度增大.InP(100)表面形成的In岛比(111)表面更不易消除.     

杂质Si对InAs自组织量子点均匀性的影响

研究了较低掺杂浓度时InAs量子点中直接掺杂Si对其发光特性的影响.光致发光谱(PL)的测量表明,与未掺杂样品相比,掺杂样品发光峰稍微蓝移,同时伴随着发光峰谱线明显变窄.该结果表明,在生长InAs层时直接掺杂,有利于形成大小分布更均匀的小量子点.该研究对InAs自组织量子点在器件应用方面有一定的意义.     

Al掺杂ZnO薄膜的表面形貌和光学性质

用原子力显微镜、紫外-可见分光光度计和荧光光谱仪观察采用溶胶-凝胶法制备的Al掺杂ZnO薄膜的表面形貌、透射光谱和光致发光谱.结果表明,Al掺杂量为0.5at 9/6的ZnO薄膜经550℃退火处理后,粗糙度为1.817,Al掺杂量为1.0at%的ZnO薄膜经600℃退火处理后,粗糙度增大到4.625.样品在可见光范围内的平均透过率均大于80%.当激发波长为325 nm时,在397 nm(3.13 eV)附近出现紫外发光峰;当激发波长为360 nm时,在443 nm(2.80 eV)附近出现蓝色发光峰.探讨了样品的蓝光发光机制.     

EA-HFCVD 沉积纳米金刚石膜的光致发光分析

采用电子辅助-热丝化学气相沉积法(EA-HFCVD)在硅片上沉积出晶粒尺寸为30nm的均匀金刚石膜。生长过程中,预先加6A偏流生长1h,然后在0.8kPa条件下,无偏流生长3h。光致发光谱中存在4个发光中心分别位于1.682eV,1,564eV,1,518eV和1.512eV的发光峰。1.682eV处发光峰源于衬底硅原子掺杂于膜中引起的缺陷;其他发光峰源于金刚石晶格振动声子。光致发光强度越大对应的缺陷密度越大,从而降低了场发射域值电场强度,其关键可能源于金刚石膜电导型晶界。     

N掺杂p型MgZnO薄膜的制备与性能研究

利用磁控溅射设备,Mg0.04Zn0.96O陶瓷靶材,以高纯的氮气与氩气混合气体作为溅射气体,在石英衬底上沉积获得了N掺杂p型Mg0.07Zn0.93O薄膜,薄膜的电阻率为21.47Ω·cm,载流子浓度为8.38×1016 cm-3,迁移率为3.45cm2/(V·s)。研究了该薄膜的结构与光学性能。实验结果显示,其拉曼光谱中出现了位于272和642cm-1左右与NO相关的振动模。低温光致发光光谱中,可以观察到位于3.201,3.384和3.469eV的3个发光峰,其中位于3.384eV的发光峰归因为导带电子到缺陷能级的复合发光,而位于3.469eV的发光峰归因为受主束缚激子(A0X)的辐射复合,这说明该N掺杂MgZnO薄膜的空穴载流子主要来自NO受主的贡献。     

直拉硅单晶中位错的光致发光

利用低温光致发光谱研究了直拉硅单晶中位错的光致发光.实验发现普通直拉硅单晶在晶体生长过程中引入的位错密度高于107cm-2时,位错的发光光谱出现了典型的位错D1～D4发光峰;而位错密度较低时,光谱中没有出现D1发光峰.而对于掺氮直拉硅单晶中的位错,其发光光谱在0.75～0.85eV范围内均出现了与低位错密度普通直拉硅单晶相同的较宽的谱峰.而且当含氮直拉硅单晶中位错密度高于107cm-2时,在0.75～0.85eV范围内则出现了明显的与原生氧沉淀相关的发光峰.可以认为硅单晶生长过程中引入的位错的发光特性是与位错生成过程中加速了氧沉淀的生成速度以及氮杂质的存在促进氧沉淀生成相关.     

稀土Dy掺杂对ZnO,CdO和SnO2薄膜性能的影响

用热蒸发法和热处理制备稀土Dy掺杂金属氧化物CdO,ZnO和SnO2薄膜,研究不同Dy掺杂浓度及热处理对3种薄膜性能的影响。XRD和SEM测试结果显示:适当的Dy掺杂和热处理可改善薄膜的结构特性,使薄膜表面的致密性变好。CdO,ZnO和SnO2薄膜的最佳掺Dy原子数分数为5%,5%和3%。掺Dy后Cd O,ZnO和SnO2薄膜的导电类型均为n型,电阻值降低约一个数量级。Dy掺杂使得薄膜的致密性增加而导致光透过率降低。制备的薄膜都是直接带隙半导体,相应的光学带隙:Cd O约2.232 eV,CdO∶Dy(Dy原子数分数5%)的略增为2.241 e V,ZnO薄膜约为3.31 eV;ZnO∶Dy(Dy原子数分数5%)约3.25 eV,SnO2薄膜约3.07 eV,SnO2∶Dy(Dy原子数分数3%)约3.03 eV。     

GaAs中缺陷的光致发光研究

用光致发光技术研究了未掺杂半绝缘砷化镓中的深能级缺陷,观察到一系列与其有关的光致发光.其中0.69eV发射带是源自EL2的辐射复合发光,0.77eV带是由导带至As_(Ga)施主能级的跃迁.认为1.447eV和1.32eV荧光带系分别对应于与Ga_(As)的两个电子态(38meV和203meV)有关的辐射复合.     

LEC GaAs中缺陷的光致发光研究

本文用4.2K光致发光研究了LEC GaAs的热感生缺陷.热退火时样品分别为无包封,包封或用一个未掺杂的SI-GaAs片覆盖.退火温度为650-850℃,退火在不同气氛下进行(真空,H_2,N_2,H_2+N_2或H_2+As_2). 与缺陷有关的发光带有1.443eV,1.409ev和0.67eV发光带.1.443eV发光带不仅在富Ga的GaAs中出现,而且在富As的热稳定性好的SI-GaAs晶体并经过850℃(在H_2中)热退火的样品中也观测到此发光带.这可能是在退火过程中促进反位缺陷GaAs的形成.1.443eV发光带与GaAs有关.GaAs晶体在H_2中退火后1.409eV峰很强,但在真空中退火末探测到此发光带.文中提出它可能是热退火时氢原子扩散到GaAs晶体中并与某些缺陷结合成络合物的新观点.     

溶胶-凝胶法制备Co掺杂ZnO纳米粉体光学性能

以六水硝酸锌、乙二醇甲醚、硝酸钴为原料,乙醇胺为稳定剂,利用溶胶-凝胶法成功地制备了掺杂Co离子的氧化锌(ZnO)纳米粉体,研究了过渡金属离子Co的掺杂浓度和热处理温度对ZnO的晶体结构、形貌、光致发光等性能的影响。结果表明,合成的粉体ZnO纤锌矿结构,粒径大小约(15~20)nm,且随热处理温度的增加衍射峰强度逐渐增加,粒度逐渐增大,并在(101)面择优生长。光致发光(PL)谱显示,在紫外-可见光区具有很强的发光峰,随热处理温度和掺杂浓度的不同而发生变化,Zn离子与掺杂的Co离子的摩尔比为100∶2,500℃热处理时发光峰强度最高。     

掺Si对AlGaInP/GaInP多量子阱发光性能的影响

研究了Si掺杂对MOCVD生长的(Al0.3Ga0.7)In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱发光性能的影响.样品分为两类:一类只生长了(Al0.3Ga0.7)In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱结构;另一类为完整的多量子阱LED结构.对于只生长了(Al0.3Ga0.7)In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱结构的样品,掺Si没有改变量子阱发光波长,但使得量子阱发光强度略有下降,发光峰半高宽明显增大.这应是掺Si使量子阱界面质量变差导致的.而在完整LED结构的情况下,掺Si却大大提高了量子阱的发光强度.相对于未掺杂多量子阱LED结构,垒层掺Si使多量子阱的发光强度提高了13倍,阱层和垒层均掺Si使多量子阱的发光强度提高了28倍,并对这一现象进行了讨论.     

InGaN/GaN多量子阱LED电致发光谱中双峰起源的研究

研究了MOCVD生长的具有双发射峰结构的InGaN/GaN多量子阱发光二极管(LED)的结构和发光特性.在透射电子显微镜(TEM)下可以发现量子阱的宽度不一致,电致发光谱(EL)发现了位于2.45eV的绿光发光峰和2.81eV处的蓝光发光峰.随着电流密度增加,双峰的峰位没有移动,直到注入电流密度达到2×104 mA/cm2时,绿光发光峰发生蓝移,而蓝光发光峰没有变化.单色的阴极荧光谱(CL)发现绿光发射对应的发光区包括絮状区域和发光点,而蓝光发射对应的发光区仅包含絮状区域.通过以上的结果,我们认为蓝光发射基本上源于InGaN量子阱发光,而绿光发射则起源于量子阱和量子点的发光.     

InGaN/GaN多量子阱LED电致发光谱中双峰起源的研究

研究了MOCVD生长的具有双发射峰结构的InGaN/GaN多量子阱发光二极管(LED)的结构和发光特性.在透射电子显微镜(TEM)下可以发现量子阱的宽度不一致,电致发光谱(EL)发现了位于2.45eV的绿光发光峰和2.81eV处的蓝光发光峰.随着电流密度增加,双峰的峰位没有移动,直到注入电流密度达到2×104 mA/cm2时,绿光发光峰发生蓝移,而蓝光发光峰没有变化.单色的阴极荧光谱(CL)发现绿光发射对应的发光区包括絮状区域和发光点,而蓝光发射对应的发光区仅包含絮状区域.通过以上的结果,我们认为蓝光发射基本上源于InGaN量子阱发光,而绿光发射则起源于量子阱和量子点的发光.