Si/GaP(111)和(■)界面的研究

本文报道用EHT方法计算Si/GaP(111)、(111)和(110)界面的电子结构,得到它们的价带不连续值△E_v分别为:0.88eV、0.97eV和0.87eV,这和Si/GaP的实验结果:△E_v=0.80eV和0.95eV相符合.不同晶向△E_v相差达0.1eV.分析Si和GaP价带顶位置的变化情况,发现对Si/GaP(111),界面态对价带顶的影响不大.但对于Si/GaP(111)异质结,由于界面态的影响,使Si价带顶明显上移.此时,界面态对△E_v的非线性影响不可忽略。     

β-GaS钝化的GaAs表面的光电子能谱

在GaAs表面淀积β-GaS是一种可行的GaAs表面钝化方法.用光电子能谱研究了超薄GaS淀积后的GaAs表面,分析了表面成分.并发现GaS的淀积能使GaAs原有的表面能带弯曲减小0.4eV,这意味着表面费米能级钉扎在一定程度上得到消除.给出了一个半定量的理论模型,来解释GaS淀积引起的能带弯曲减小与以前湿法钝化引起的能带弯曲增大之间的不同.     

Si/GaP(111)和(-1-1-1)界面的研究

本文报道用EHT方法计算Si/GaP(111)、(111)和(110)界面的电子结构,得到它们的价带不连续值△E_v分别为:0.88eV、0.97eV和0.87eV,这和Si/GaP的实验结果:△E_v=0.80eV和0.95eV相符合.不同晶向△E_v相差达0.1eV.分析Si和GaP价带顶位置的变化情况,发现对Si/GaP(111),界面态对价带顶的影响不大.但对于Si/GaP(111)异质结,由于界面态的影响,使Si价带顶明显上移.此时,界面态对△E_v的非线性影响不可忽略。     

两步生长和直接生长GaAs/Si单晶薄膜的比较

报道了采用热壁外延(HWE)技术,在(100),(111)和(211)三种典型Si表面通过两步生长和直接生长法制备GaAs单晶薄膜,经过拉曼光谱、霍尔测试和荧光光谱分析比较,得出结论:(1)相同取向Si衬底,两步生长法制备的GaAs薄膜结晶质量比直接生长法制备的GaAs薄膜的要好;(2)采用HWE技术在Si上异质外延GaAs薄膜,其表面缓冲层的生长是降低位错、提高外延质量的基础;(3)不同取向Si衬底对GaAs外延层结晶质量有影响, (211)面外延的GaAs薄膜质量最好,(100)面次之,(111)面最差.     

Si(001)斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长

研究了Si(001)面偏[110]方向6°斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长.实验结果表明,在Si(001)6°斜切衬底上固相外延生长Ge量子点的最佳退火温度为640℃,在斜切衬底上成岛生长的临界厚度低于在Si(001)衬底成岛生长的临界厚度,6°斜切衬底上淀积0.7nm Ge即可成岛,少于Si(001)衬底片上Ge成岛所需的淀积量.从Ge量子点的密度随固相外延温度的变化曲线,得到Ge量子点的激活能为1.9eV,远高于Si(111)面上固相外延Ge量子点的激活能0.3eV.实验亦发现,在Si(001)斜切衬底上固相外延生长的Ge量子点较Si(001)衬底上形成的量子点的热稳定性要好.     

Si(001)斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长

研究了Si(001)面偏[110]方向6°斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长.实验结果表明,在Si(001)6°斜切衬底上固相外延生长Ge量子点的最佳退火温度为640℃,在斜切衬底上成岛生长的临界厚度低于在Si(001)衬底成岛生长的临界厚度,6°斜切衬底上淀积0.7nm Ge即可成岛,少于Si(001)衬底片上Ge成岛所需的淀积量.从Ge量子点的密度随固相外延温度的变化曲线,得到Ge量子点的激活能为1.9eV,远高于Si(111)面上固相外延Ge量子点的激活能0.3eV.实验亦发现,在Si(001)斜切衬底上固相外延生长的Ge量子点较Si(001)衬底上形成的量子点的热稳定性要好.     

MBE GaAs/GaP(001)外延层的光学和结构性质

利用光荧光和x射线双晶衍射分析方法,研究了MBE GaAs/GaP(001)外延层的能带结构和晶格参数。在外延层厚度大于监界厚度的情况下,GaAs外延层主要受到热膨胀系数不同所引起的张应力作用,这种双轴张应力使其晶格参数和能带结构发生变化。     

粗糙GaAs(001)表面对In015Ga085As薄膜生长的影响

通过改变衬底降温速率的方法利用分子束外延(MBE)和扫描隧道显微镜(STM)联合系统制备了不同形貌的GaAs(001)表面。采用SPIP软件测量统计和Bauer定则理论分析,研究了粗糙GaAs(001)表面对In015Ga085As薄膜生长的影响。结果表明粗糙GaAs(001)表面存在大量的岛和坑,表面能增加,易于In015Ga085As薄膜层状生长形成平整表面。经计算,面积为100×100 nm2的粗糙GaAs(001)表面相对平坦GaAs(001)表面,其表面能增加了4.6×103 eV,大于生长厚度为15 ML的In015Ga085As薄膜应变能(2.3×103 eV),说明In015Ga085As薄膜在粗糙GaAs(001)表面的外延生长模式为层状生长。     

Er2O3单晶薄膜的生长及Er2O3/Si异质结的能带偏移

利用分子束外延方法在p型Si(001)和Si(111)衬底上,在700℃0.93mPa的条件下实现了Er2O3单晶薄膜的生长.薄膜的结晶情况依赖于薄膜的生长温度和氧气压.较低的温度和氧气压下在薄膜内易生成硅化铒,薄膜也趋于多晶化.还利用光电子能谱对Er2O3/Si异质结的能带偏差进行了初步的研究.     

Er2O3单晶薄膜的生长及Er2O3/Si异质结的能带偏移

利用分子束外延方法在p型Si(001)和Si(111)衬底上,在700℃0.93mPa的条件下实现了Er2O3单晶薄膜的生长.薄膜的结晶情况依赖于薄膜的生长温度和氧气压.较低的温度和氧气压下在薄膜内易生成硅化铒,薄膜也趋于多晶化.还利用光电子能谱对Er2O3/Si异质结的能带偏差进行了初步的研究.     

Er2O3单晶薄膜的生长及Er2O3/Si异质结的能带偏移

利用分子束外延方法在p型Si(001)和Si (111)衬底上，在700℃ 0.93mPa的条件下实现了Er2O3单晶薄膜的生长.薄膜的结晶情况依赖于薄膜的生长温度和氧气压.较低的温度和氧气压下在薄膜内易生成硅化铒，薄膜也趋于多晶化.还利用光电子能谱对Er2O3/Si异质结的能带偏差进行了初步的研究.     

GaAs同质外延生长过程的RHEED分析

采用激光分子束外延方法(L-MBE),在GaAs(001)衬底上同质外延GaAs薄膜。利用反射式高能电子衍射(RHEED)研究了材料沉积过程中的各级条纹及其强度的变化,进而得出GaAs薄膜外延生长的适宜激光能量和沉积温度分别为500 mJ和570℃。RHEED强度随时间的变化曲线表明,GaAs为良好的层状外延生长模式,并随着沉积时间延长,层状生长模式逐渐向岛状模式转变。实验研究还表明层状生长的GaAs薄膜经表面弛豫后,可以得到更好的平整表面,并出现GaAs(001)-(2×4)的表面重构。原位X射线光电子能谱仪(XPS)研究表明沿(001)面外延的GaAs薄膜表面Ga∶As化学计量比约为52∶48,出现Ga的聚集。     

GaN/GaAs(001)外延薄膜的湿法腐蚀特性

对在GaAs (001) 衬底上用金属有机物气相外延(MOVPE)方法生长的GaN薄膜的湿法腐蚀特性进行了研究.所用腐蚀液包括HCl、H3PO4、KOH水溶液以及熔融KOH,腐蚀温度为90～300℃.实验发现不同的腐蚀液在样品表面腐蚀出不同形状的腐蚀坑.KOH溶液腐蚀出长方形的坑,长边平行于(111)A面,表明沿相互垂直的〈110〉晶向的腐蚀特性不同.用不同晶面相对反应性的差别定性解释了腐蚀的这种非对称性.此外,还发现KOH水溶液更有可能用于显示立方相GaN外延层中的层错.     

GaN/GaAs(001)外延薄膜的湿法腐蚀特性

对在GaAs (001) 衬底上用金属有机物气相外延(MOVPE)方法生长的GaN薄膜的湿法腐蚀特性进行了研究.所用腐蚀液包括HCl、H3PO4、KOH水溶液以及熔融KOH,腐蚀温度为90～300℃.实验发现不同的腐蚀液在样品表面腐蚀出不同形状的腐蚀坑.KOH溶液腐蚀出长方形的坑,长边平行于(111)A面,表明沿相互垂直的〈110〉晶向的腐蚀特性不同.用不同晶面相对反应性的差别定性解释了腐蚀的这种非对称性.此外,还发现KOH水溶液更有可能用于显示立方相GaN外延层中的层错.     

同步辐射光电子能谱研究Au/CdZnTe的接触势垒

采用分子束外延的方法在理想清洁的CdZnTe表面蒸金,获得了Au/CdZnTe肖特基接触.采用同步辐射光电子能谱研究了Au与CdZnTe(110)和(111)A面的肖特基接触势垒.实验测得Au与CdZnTe(110)和(111)A面的接触势垒分别为0.738和0.566eV.运用金属感应隙态模型(MIGS)对实验结果进行了分析和解释.     

同步辐射光电子能谱研究Au/CdZnTe的接触势垒

采用分子束外延的方法在理想清洁的CdZnTe表面蒸金,获得了Au/CdZnTe肖特基接触.采用同步辐射光电子能谱研究了Au与CdZnTe(110)和(111)A面的肖特基接触势垒.实验测得Au与CdZnTe(110)和(111)A面的接触势垒分别为0.738和0.566eV.运用金属感应隙态模型(MIGS)对实验结果进行了分析和解释.     

用低能电子衍射研究小面结构——在Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体表面的应用

从形成有序小面的晶体表面观察到的LEED图样变化可以确定该表面的结构.本文介绍了这一基本方法,以及它在Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体表面上的应用.对于最近在GaAs(111)和InP(111)面上观察到的现象的分析表明,这些面上主要存在的可能是(110)晶向的小面.根据小面结构的特征,我们对 GaAs(111)(3 ×3)再构提出了一种可能的原子排列模型.     

Si/GaAs异质结界面态及其价带不连续性

本文报道用自洽EHT方法研究Si/GaAs异质结界面态分布和价带不连续性。用准共度晶格模型处理晶格失配问题,并对晶格常数作了修正。通过对Si/GaAs(111)、Si/GaAs(111)和Si/GaAs(110)异质结中Si应变和GaAs应变的情况,分别进行计算,得到界面态分布和价带不连续值等物理量,结果表明:它们不仅依赖于组成异质结的两种材料的体性质,而且还依赖于界面晶向和材料应变。文中给出了这些计算结果,并作了初步的讨论。     

Pt/Si界面化学键性质的研究

在超高真空系统中,超薄层 Pt淀积膜原位蒸发在原子清洁的 Si(111)表面上形成 Pt/Si界面.利用光电子谱技术(XPS和UPS)研究了Pt/Si 界面的化学性质.测量了Si2p和Pt 4f芯能级和价带电子态,并着重研究这些芯能级及电子态在低覆盖度时的变化.由 Si(2p)峰的强度随 Pt 覆盖度的变化可以清楚证明:在 300 K下淀积亚单原子层至数个单原子层 Pt的 Pt/Si(111)界面发生强烈混合作用,其原子组伤是缓变的.由于Si原子周围的 Pt原子数不断增加,所以 Pt 4f芯能级化学位移随 Pt原子覆盖度的增加而逐步减小,而Si 2p芯能级化学位移则逐步增大.同时,Pt 4f峰的线形也产生明显变化,对称性增加;Si 2p峰的线形则对称性降低.淀积亚单原子层至数单原子层Pt的UPS谱,主要显示两个峰:-4.2eV(A峰),-6.0eV(B峰).A峰随着覆盖度的增加移向费米能边,而B峰则保持不变.这说明Ptd-Sip键合不受周围Pt原子增加的影响.利用Pt/Si界面Pt原子向Si原子的间隙扩散模型讨论了所观察到的结果.     

AlGaP固溶体的电反射光谱

研究了Al_xGa_(1-x)P液相外延层(x≤0.58)在2.0eV到5.5eV范围内的电反射调制光谱,对测量的光谱结构进行了分析,得到了AlGaP中E_0、E_1、E_0~＇、E_2各临界点随组分x的变化、有关结构的加宽参数和相对强度.从GaP和AlP的能带出发,对AlGaP固溶体各临界点处的能隙随x的变化按虚晶近似进行了讨论.