GaAs多量子阱超晶格表面激光光伏效应

由于MOCVD、MBE等半导体材料生长技术飞跃发展,半导体多量子阱和超晶格的制备、研究和应用越来越引起广泛重视。GaAs多量子阱超晶格是较为成熟的一种结构。本文初次报道GaAs多量子阱超晶格表面激光辐照感生的光伏效应研究结果。实验样品是在〈001〉晶向半绝缘GaAs衬底上,MBE生长1.5μm n~+-GaAs缓冲层后,交替地周期生长两种阱宽和垒宽,不同周期数的掺硅GaAs层,构成GaAs多量子阱超晶格结构。激     

全密封超薄碳纳米管玻璃平板字符显示器件制造工艺的初步探讨

利用自制的场助热丝化学气相沉积设备，在不锈钢电极的部分选取表面上，摸索出了直接生长碳纳米管（CNT’s）勿须涂敷催化剂的新方法。利用得到的高定向多壁碳纳米管薄膜，研究出一种制造大面积实用碳纳米管阵列场发射（CNT’s／FEA）阴极的新方法。经真空条件下的发射特性测量及SEM等检测手段肯定了这种CNT’s／FEA阴极的实用性。从工艺流程角度出发，初步探讨了静态工作制式下，采用碳纳米管做电极后，实现一种全密封超薄碳纳米管玻璃真空字符（或图像）显示器件的可能性。10多只封离管共显示过3种类型的字型（图像），全部管厚仅为2．7mm。实验结果不仅提供了一种碳纳米管阴极在玻璃真空平板型器件内应用的方法，也摸索出了一条实现小尺寸双色（或多色）字符（图像）静态（或动态）显示的廉价、节能途径。     

HF-CVD中辉光等离子体对硅(100)基底上金刚石高密度外延形核的作用

在典型的热丝化学气相沉积（HF-CVD）设备中利用辉光放电等离子体实现了镜面抛光的单晶硅（100）基底上金刚石高密度异质外延形核．实验中以硅基底作为阴极，其表面的放电电流密度高达80mA／cm2。利用原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）、俄歇电子谱（AES）等测试手段对所得样品进行了分析。结果发现，经过10min的生长之后，在硅（100）表面上实现了金刚石（D）均匀外延形核，取向关系为D（110）／／Si（110）及D（100）／／Si（100），形核密度高达5x109／cm2。根据放电参数对阴极鞘层的等离子体参数的计算结果与AMF及SEM分析一致，表明了阴极鞘层对于金刚石异质外延形核具有决定作用，并据此讨论了进一步改善异质外延形核均匀性的途径。     

可调能隙的光电器件结构——(AlAs)_ (n_l)/(GaAs)_(m_l)渐变周期超晶格

本文提出了一种具有渐变周期的(AlAs)_(nl)/(GaAs)_(ml)(1=1,2,…)超晶格,并采用递归方法计算了这种渐变周期超晶格的电子结构.其特点是带隙E_g在空间随(n_(?),m_(?))渐变.例如,对(AlAs)_4/(GaAs)_4(AlAs)_4、/(GaAs)_5/(AlAs)_4/(GaAs)_6/(AlAs)_4/(GaAs)_7结构,带隙由短周期一端的1.93eV变到长周期一端的1.78eV.同时导、价带边得到不同的调制,因而提高了电子与空穴电离率比值,有可能应用到作光电探测材料.     

短周期(AlAs)_n/(GaAs)_n(n≤10)超晶格表面、界面和体内的电子结构

在紧束缚近似下,本文首次采用Recursion方法,对(AlAs)_n/(GaAs)_n(n≤10)短周期超晶格的表面、界面和体内电子结构进行了详细计算.给出了它的总态密度(TDOS)、局部态密度(LDOS)和分波态密度(PDOS).由此证明了界面的影响,并得到了Al,Ga和As原子的原子价.超晶格有序势使(AIAs)_n/(GaAs)_n的直接带隙变窄,这表明了它与无序合金Al_xGa_(1-x)As之间物理性质的差别.同时直接证实了(001)表面原子的成键方式将引起退杂化SP_2+P_γ-P_y发生.本文结论优于已有的理论报道,并与最近的实验数据符合很好.     

HF-CVD中辉光等离子体对硅（100）基底上金刚石高密度外延形核的作用

在典型的热丝化学气相沉积(HF-CVD)设备中利用辉光放电等离子体实现了镜面抛光的单晶硅(100)基底上金刚石高密度异质外延形核．实验中以硅基底作为阴极．其表面的放电电流密度高达80mA／cm^2．利用原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)，俄歇电子谱(AES)等测试手段对所得样品进行了分析．结果发现、经过10min的生长之后，在硅(100)表面上实现了金刚石(D)均匀外延形棱，取向关系为D(110)∥Si(110)及D(100)∥Si(100)，形核密度高达5×10°/cm^2、根据放电参数对阴极鞘层的等离子体参数的计算结果与AMF歧SEM分析一致，表明了阴极鞘层对于金刚石异质外蜒形桉具有决定作用．并据此讨论了进一步改善异质外延形核均匀性的途径。     

掺杂超晶格——Si-nipi结构中的电子态

本文在紧束缚近似的基础上,考虑了Ando处理二维多体问题时来用的Hohenberg-Kohn-Sham局域密度泛函理论,计算了一种具有锯齿形式的新型材料Si-nipi多层结构系统的电子基态和激发态.计算结果表明,在同样的掺杂浓度和外界激发下,Si-nipi材料比GaAs-nipi材料的有效能隙更窄,低亚导带间能量间隔随自由载流子浓度n~(2)变化的速率是GaAs-nipi 材料相应值的 1/2.当选择n_D=n_A=1.85 ×10~(19)cm~(-3),d=400A以及 d_n=d_p=40A时,可使有效能隙E_(?)~(eff,si)在0.1-0.2eV之间变化.从理论上证明了,Si掺杂超晶格可成为一种具有可变载流子浓度和可变能隙的新型人造材料.     

Synthesis and characterization of well-aligned carbon nitrogen nanotubes by microwave plasma chemical vapor deposition

Well-aligned carbon nitrogen nanotube films have been synthesized successfully on meso-porous silica substrates by microwave plasma chemical vapor deposition (MWPCVD) method. Studies on their morphology, structure, and composition by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), respectively, indicate that these nanotubes consist of linearly polymerized carbon nitrogen nanobells, and the nitrogen atoms have been doped into carbon netweork to form a new structure C1-xNx( x = 0.16±0.01). X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) results of the samples further demonstrate that carbon bonds cova-lently with nitrogen in all the carbon nitrogen nanotube films.     

量子尺寸效应导致的铅薄膜材料的奇异超导性质

我们在硅衬底上制备出厚度在原子尺度上可控、宏观尺度上均匀的铅薄膜。观察到随着厚度一个原子层一个原子层增加时薄膜超导转变温度的振荡现象。我们证明，这种振荡行为是量子尺寸效应的结果。在这种薄膜中，电子德布罗意波的干涉行为类同于光的法布里一玻罗干涉，会导致量子阱态的形成。量子阱态的形成改变了费米能级附近的电子态密度和电声子耦合强度，从而最后导致了超导转变温度的变化。研究结果表明：通过精确控制这种厚度敏感的量子尺寸效应，可以调制材料的物理和化学性质。