红外光电子材料的第一性原理研究

1 引言 近半个世纪以来,红外物理和红外技术在军事需要的推动下发展非常迅速,已形成一个相对独立的学科,也造就了一个庞大的产业。根据20世纪90年代初的统计,美国仅从事红     

Zn-,Be-掺杂以及Zn-H-,Be-H-共掺杂的GaAs0.5P0.5材料的第一性原理研究

基于第一性原理计算得到了 Zn-,Be-掺杂以及Zn-H-,Be-H-共掺杂的GaAs0.5P0.5材料的形成能、原子结构、能带结构、态密度以及复折射率.结果表明Zn原子更容易作为代位式掺杂原子存在,而Be原子更容易表现为间隙式掺杂原子.代位式的Be和Zn原子都作为受主杂质存在,使GaAs0.5P0.5材料呈现p型导电...     

硅纳米管结构和电子性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,在广义梯度近似下,研究了(5,0)和(5,5)硅纳米管结构和电子性质。计算结果表明:(5,0)管硅原子相邻键长波动范围为0.068 nm,大于(5,5)管的0.006 nm;通过对(5,0)管的分波态密度进行分析发现,其3s电子和2p电子能量分布在-13～3 eV,但2p电子集中分布在能量较高的-6～3 eV,出现了明显的sp3轨道杂化。同时对(5,0)和(5,5)硅纳米管最高占据轨道和最低未占据轨道的能隙进行了分析,发现两种管导电性能与结构的手性相关,锯齿型(5,0)管能带交叠具有明显的金属性,而扶手型(5,5)管能隙为0.151 eV是半导体纳米管。     

纤锌矿结构GaAs(1010)表面特性的第一性原理研究

GaAs纳米线通常呈现纤锌矿结构(WZ),而WZ(1010)侧面已被实验所观测到。利用第一性原理计算了GaAs(1010)的表面弛豫和表面能,计算结果表明:(1010)A表面只出现原子的弛豫现象,表面能为40.6×1020meV/m2;而(1010)B表面却重构形成了GaGa和AsAs二聚体,表面能为63.5×1020meV/m2。相对于ZB(110)表面,WZ(1010)A面具有更低的表面能,(1010)A表面具有更好的稳定性,说明了在表面能占重要影响的纳米线中WZ结构存在的合理性。     

纤锌矿GaN光电性质的第一性原理研究

利用平面渡赝势密度泛函的方法,结合广义梯度近似,对纤锌矿GaN的光电性质进行了研究.对纤锌矿GaN的能带结构、态密度分布、复介电函数和吸收光谱进行了计算.文中分析了纤锌矿结构GaN晶体可能的跃迁及其对应的吸收光谱.结果显示GaN晶体的光学性质与晶体的电子结构直接相关.计算结果为进一步理解和改进纤锌矿GaN的光电性质提供理论基础.     

CdCO_3电子结构与光学属性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论框架的第一性原理计算方法,利用广义梯度近似方法研究了CdCO_3的晶体结构、电子结构和光学属性,理论计算结果表明,CdCO_3属于间接宽带隙半导体材料,带隙宽度为2.59 e V,带隙主要由价带顶的Cd 4p、O 2p和导带底的Cd 4p、5s轨道能级决定的。而电荷密度结果显示CdCO_3晶体是一种离子性较强而共价性较弱的混合键半导体,具有强烈的p轨道与d轨道杂化分布特征。利用精确计算的能带结构和态密度分析了带间跃迁占主导地位的CdCO_3材料的光学属性,光学性质的计算结果显示在0~15 e V的能量范围内出现了三个明显的介电峰,吸收带边对应于紫外波段。以上结果对于探索基于CdCO_3纳米材料的潜在应用具有重要的理论指导意义,也为精确监测和控制CdCO_3材料的生长提供了理论依据。     

GaAs饱和吸收体的弹性性质的第一性原理

基于密度泛函理论的平面波赝势方法,运用Castep软件研究了带有不同本征点缺陷的GaAs饱和吸收体的晶格常数和弹性性质,得到了在不同的点缺陷影响下的GaAs晶体的弹性常数,并采用Voigt-Reuss-Hill方法计算得到相应的体积弹性模量B、剪切模量G,并与理想GaAs晶体的弹性模量数值进行对比.本征点缺陷的存在破坏...     

锗硅纳米晶材料光学性质的第一性原理研究

为了研究锗硅纳米镶嵌结构的光学性质与晶粒尺寸之间的关系,采用基于第一性原理局域密度泛函理论的平面波近似方 法对SiO2基质中的不同纳米晶粒模型进行了模拟计算,并分析了其能带结构、态密度和光学性质。结果表明,锗晶结构和硅晶结构分别 在费米能级以上3.3eV及4.3eV附近引入中间能级;微小尺寸晶粒的光吸收边随晶粒尺寸的增大先红移后蓝移。本文关于锗硅纳米晶结构 的可见光发射来自界面处缺陷的说法具有较高的可信度。镶嵌于SiO2基质中的锗纳米晶和硅纳米晶存在适用量子限制模型的最小尺寸限。 这些结论为改进材料的光学性能和深入研究纳米镶嵌材料的发光机理提供了一定的依据。     

Ag掺杂ZnO的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势法对Ag掺杂ZnO的几何结构、杂质形成能和电子结构进行了比较系统的研究.研究表明,掺Ag导致晶格膨胀;在ZnO晶格中,杂质Ag最可能以替代Zn位出现,此时将形成一个深受主能级.文中的计算结果与其他研究者的实验结果相吻合.     

GaAs DCFL超高速集成电路研究

直接耦合场效应逻辑（ＤＣＦＬ）具有简单的结构、良好的速度／功耗性能，是ＧａＡｓＦＥＴＬＳＩ电路中一种重要的逻辑形式。传统Ｅ／Ｄ型ＤＣＦＬ电路具有较低的成品率和较差的温度特性，本文研究了改进的Ｅ／Ｅ型ＤＣＦＬ电路。对Ｅ／Ｄ、Ｅ／Ｅ型ＤＣＦＬ电路的直流、瞬态及温度特性进行了分析、模拟和比较，Ｅ／Ｅ逻辑具有良好的高温性能。经优化设计，最后制作出单门延迟约１００ｐｓ、单门功耗约１ｍＷ的Ｅ／Ｄ和Ｅ／Ｅ型ＤＣＦＬ电路，且Ｅ／Ｅ型电路较Ｅ／Ｄ型电路具有更高的成品率。     

GaAs高速数据选择器测试研究

介绍了４∶１砷化镓高速数据选择器（ＭＵＸ）的测试原理和测试系统的组建，提出测试过程中需要解决的几个问题。利用该系统测得电路的最高工作频率达到８００ＭＨｚ     

砷化镓晶片表面的XPS研究

用X射线光电子能谱分析技术（XPS）研究了几种砷化镓抛光片及经不同表面处理方法处理的砷化镓晶片表面的化学计量比和表面化学组成。结果表明砷化镓抛光片的表面自然氧化层中含有Ga2O3、As2O5、As2O3及元素As；表面化学计量比明显富镓，而经过适当的化学处理后这些表面特性能得到较大改善。     

GaAs MESFET欧姆接触可靠性研究进展

报道了ｎ型ＧａＡｓ上欧姆接触的制备及其可靠性，以及基于欧姆接触退经的ＧａＡｓＭＥＳＰＥＴ的失效分析，结果表明，ｎ型ＧａＡｓ上欧姆接触的制备已日趋成熟，接触电阻有所减小，表面形貌及热稳定性方面都得到了很大程度的提高，接触材料也日趋丰富ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ的失效分析方法也有明显改进。     

GaAs单晶阈值电压自动测试系统的研究

根据GaAs阈值电压的测试原理,选取了一种比较精确的实验测试计算方法。在此基础上,分别设计GaAs单晶阈值电压均匀性自动测试系统的硬件电路和软件程序,并利用此系统对GaAs样品进行了实际测量,效果良好。     

GaAs超高速集成电路的发展与市场

综述了近年来以 HBT、MESFET及 HEMT为基本单元的 Ga As超高速集成电路的发展情况 ,并对其市场的应用作一介绍。     

砷化镓集成电路的应用

综述了迅速发展的砷化镓集成电路市场、电路应用种类以及相关的器件和技术。     

砷化镓衬底与MESFET中深能级研究

用波长范围为 70 0 nm到 350 0 nm的光电流测试系统研究了 SI- Ga As衬底、有源层和MESFET中的深能级。结果显示在 SI- Ga As衬底、有源层和 MESFET中的深能级有着较为密切的联系 ,这些深能级影响着器件的性能     

GaAs-LED阵列器件隔离沟槽的制备研究

良好的电学和光学隔离能显著提高微LED阵列器件的亮度、分辨率等工作性能,高深宽比隔离沟槽的制备是决定电学隔离效果的关键。本文分析比较了各种制备工艺,选择湿法腐蚀工艺,使用了不同比例柠檬酸双氧水腐蚀液对GaAs进行了腐蚀,在二者配比为3：1的条件下,在GaAs衬底材料上制备了深宽比为2：1的隔离沟槽。腐蚀后芯片表面平整度、侧蚀等指标初步达到器件设计的要求。     

GaAs和量子阱材料倍频效应的初步研究

采用调 Q YAG 激光器研究了半导体材料 GaAs,GaAs:Cr,InGaAs/GaAs 单量子阱(SQW)的倍频效应及其规律。测量了信号大小与晶体对称轴取向及入射、出射光偏振方向的关系。研究表明:材料表层结构的变化对于反射型倍频效应有很大影响。