GaN缓冲层上低温生长AIN单晶薄膜

采用电子回旋共振等离子体增强金属有机物化学气相沉积（ECR－PEMOCVD）技术，在α－Al2O3（0001）（蓝宝石）衬底上，分别以高纯氮气（N2）和三甲基铝（TMAl）为氮源和铝源低温生长氮化铝（AlN）薄膜。利用反射高能电子衍射（RHEED）、原子力显微镜（AFM）和X射线衍射（XRD）等测量样品，研究了AlN缓冲层和氮化镓（GaN）对六方AlN外延层质量的影响，实验表明在GaN缓冲层上能够低温生长出C轴取向的AlN单晶薄膜。     

标准温度和衬底分步清洗对GaN初始生长影响RHEED研究

在经过校温的ECR-PEMOCVD装置上，通过分析RHEED(反射高能电子衍射)图像研究了常规清洗和ECR等离子体所产生的活性氢氮等离子体源对蓝宝石衬底进行清洗、氮化实验，结果表明：经常规清洗的蓝宝石衬底的表面晶质差异很大；按照经验清洗30min是不能清洗充分的，那么根据情况进行多步清洗就显得很重要了；结果表明清洗得很充分的衬底经20min的氮化出来，而未清洗充分的衬底20min或更长的时间是不能氮化出来的。     

线形同轴耦合微波等离子体诊断及硅薄膜制备

开发了一种新型线形同轴耦合大面积微波等离子体源,针对该新型等离子体源放电空间等离子密度及分布的不明确性,利用朗缪尔单探针法研究了不同放电参数下该等离子体源等离子体密度及空间分布情况。以微波功率,氢氩总流量(氢氩流量比为3∶1)和距石英管的距离Z为3个因素设计正交实验探究了宏观放电参量对等离子体参数的影响。测试结果表明该型等离子体源的电子密度均在1010cm-3以上。其次,诊断了在距石英管Z为14 cm处,等离子体参数沿空间水平的分布情况,探究薄膜的最佳沉积区域。最后,根据等离子诊断情况进行硅薄膜的沉积,由XRD结果表明薄膜为多晶结构,拉曼光谱显示沉积硅薄膜晶化率均在92%以上,沉积速率在8 nm/min。     

从RHEED图像间距分析外延GaN基薄膜表面晶格演变

通过简单叙述作为外延薄膜进行原位监测的一个重要手段的反射高能电子衍射(RHEED)以及RHEED图像的条纹或点阵与GaN基薄膜表面形貌的关系,提出了基于RHEED图像分析外延GaN基薄膜晶体结构演变情况,并从衬底α-Al2O3的氢氮等离子体清洗、氮化、生长缓冲层以及生长外延层进行具体的分析、比较和演算。     

Ag-Ag2O/TiO2-g-C3N4纳米复合材料的制备及可见光催化性能

近年来,半导体光催化技术作为一项快速发展的新型环保技术,在降解水体中污染物和可再生清洁能源的生产领域有很大的应用前景。本文以所制备出的20 wt%类石墨烯碳氮化合物(g-C₃N₄)/TiO₂为基质,利用水热法中纳米Ag颗粒部分氧化行为成功合成了Ag修饰异质结型Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致荧光光谱(PL)、瞬态光电流响应等分析测试手段对Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合材料的晶体结构、形貌、光学性质等进行表征和分析。以亚甲基蓝溶液为目标降解物,研究了Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合材料的可见光催化性能。结果表明:在纳米Ag颗粒修饰的Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合材料中,Ag部分氧化成Ag₂O;与g-C₃N₄的协同作用使Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合催化剂具有良好的可见光催化活性;可见光照射4 h后,Ag-Ag₂O/TiO₂-g-C₃N₄复合催化剂对亚甲基蓝的降解率接近50%。      

α-Al2O3上生长GaN过程中氮化的研究

在自行设计研制的电子回旋共振等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR?蛳EMOCVD)装置上生长氮化镓(GaN)薄膜，以氮等离子体为氮源，三乙基镓（TEG）为镓源，蓝宝石（α?蛳Al2O3）为衬底。通过反射高能电子衍射、原子力显微镜、射线衍射实验数据分析，研究了ECR等离子体所产生的活性氢源和氮源对蓝宝石（α?蛳Al2O3）衬底的氮化作用, 结果表明：在ECR等离子体中，不掺入氢气，温度较低时可以明显提高α?蛳Al2O3衬底的氮化效果，获得平整的氮化层，且生长的氮化镓缓冲层质量是最好的。     

基于双热电偶校准ECR-PEMOCVD薄膜生长温度分析研究

通过简单叙述Ⅲ族GaN基氮化物薄膜,以及了解半导体薄膜生长系统的温度变化情况重要性,提出了基于双热电偶校准薄膜生长装置ECR-PEMOCVD温度的方法.试验表明,置放样品的托盘温度(薄膜的生长的真实温度)与生长环境温度(设定温度)是不一样的,两者的差异甚至很大.最后讨论了在经过校温的系统上进行蓝宝石衬底的氢氮等离子体清洗实验,并通过RHEED图像评价清洗结果质量.     

蓝宝石衬底的ECR等离子体清洗与氮化的RHEED研究

通过分析RHEED(反射高能电子衍射)图像研究了ECR(电子回旋共振)等离子体所产生的活性氢源和氮源对蓝宝石衬底的清洗与氮化作用,结果表明:在ECR氢等离子体中掺入少量的氮气可以明显提高蓝宝石衬底的清洗效果,从而获得平整而洁净的衬底表面;而采用ECR氮等离子体对经过氢氮混合等离子体清洗2 0 min后的蓝宝石衬底进行氮化,能观测到最清晰的氮化铝成核层的RHEED条纹,且生长的Ga N缓冲层质量是最好的     

石墨衬底上低维ZnO纳米材料的生长(英文)

本研究成功地在石墨衬底上制备了低维ZnO材料,即一维的ZnO纳米棒和二维的ZnO薄膜。采用X射线衍射、场发射扫描电镜、光致发光谱和反射谱等测量技术对石墨衬底上制备的低维ZnO纳米材料的晶体结构、形貌和光学特性进行了表征。结果发现在室温条件下,准一维的ZnO纳米棒和二维的ZnO薄膜都表现出了较好的近带边发射,基本探测不到由杂质和缺陷等引起的深能级发光,并且这种低维ZnO材料/石墨衬底复合结构在300~800 nm光谱范围内具有较低的反射率。本实验结果对于ZnO基光电子器件性能的提高以及在太阳能电池领域的应用具有重要意义。     

GaN在Si(001)上的ECR等离子体增强MOCVD直接生长研究

研究了用电子回旋共振(ECR)等离子体增强金属有机物化学气相沉积(PEMOCVD)技术在Si(001)衬底上,低温(620～720℃)下GaN薄膜的直接外延生长及晶相结构.高分辨透射电镜(HRTEM)和X射线衍射(XRD)结果表明:在Si(001)衬底上外延出了高度c轴取向纤锌矿结构的GaN膜,但在GaN/Si(001)界面处自然形成了一层非晶层,其两个表面平坦而陡峭,厚度均匀(≈2nm).分析认为,在初始成核阶段N与Si之间反应所产生的这层SixNy非晶层使GaN的β相没有形成.XRD和原子力显微镜(AFM)结果表明,衬底表面的原位氢等离子体清洗,GaN初始成核及后续生长条件对GaN膜的晶体质量非常重要.