蓝宝石图形衬底上GaN低温缓冲层的研究

低温下,在蓝宝石图形衬底上使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长低温GaN(LT-GaN)缓冲层,并对其表面形貌进行了细致的观察,发现了不同于已报道的GaN选择性成核生长现象。基于不同厚度的低温GaN缓冲层生长了n型GaN(n-GaN),发现过厚或者过薄的缓冲层都会对n-GaN晶体质量产生负面影响,并结合初始成核阶段进行了原因分析。制备了基于不同厚度的n-GaN的发光二极管(LED)样品,分析了GaN晶体质量对LED输出功率的影响。同时发现,晶体质量较差的时候,光提取效率可能主导着对LED器件性能的影响。     

退火工艺对Al离子注入的4H-SiC表面形貌的影响

通过应用多次Al离子注入和CVD中的高温退火技术,在SiC片表面形成了p型层。p型层中各深度下Al的浓度均为110¹⁹cm^-3,层厚为550nm。本文应用三种不同的退火工艺对注入后的SiC进行退火。通过测量和比较表面粗糙度,发现通过石墨层覆盖来保护表面的退火工艺可以很好的阻止SiC表面在高温退火下的粗化,粗糙度保持在3.8nm。通过其他两种(在氩气保护下、在SiC保护片的覆盖下)退火工艺退火所得到的表面有明显的台阶,粗糙度分别为12.2nm和6.6nm。     

夹心式低频超声换能器设计

针对夹心式换能器的设计问题,分析推导了夹心式换能器常用的4种设计方法,即解析法、等效电路法、传输矩阵法和有限元法,并比较分析了这些设计方法的特点和适用范围。为简化设计,提出了设计系列化的思路和用设计方法本身统一各元件性能参数表达式等问题,并找出了影响设计精度的原因。     

利用水平热壁CVD法生长的3C-SiC/Si的均匀性

利用新改进的水平低压热壁CVD设备,改变生长时的压力和H2流速,在50mm的Si(100)和(111)衬底上获得了3C-SiC外延膜,并对外延膜的结构均匀性、电学均匀性和厚度均匀性进行了分析.X射线衍射图中出现了强的3C-SiC的特征峰,其中3C-SiC的(200)和(111)峰的半高宽分别为0.41°和0.21°.3C-SiC外延膜方块电阻的均匀性最好可达2.15%.厚度均匀性可达±5.7%(σ/mean值).     

氮化物紫外LED研究与应用

随着Ⅲ-族氮化物材料与器件技术的不断发展,基于高Al组分氮化物的紫外LED受到广泛关注。本文主要介绍近年来紫外LED在外延、芯片及应用方面的研究进展。紫外LED的量子效率受晶体质量、掺杂效率、光提取等技术难题的制约,还有很大的发展潜力。随着研究的不断深入,紫外LED的性能将进一步提升,并在消毒净化、环境监测、光固化、无创光疗、非视距保密通信等领域得到广泛应用。     

RF-MBE生长的高Al势垒层AlGaN/GaN HEMT结构

采用RF-MBE技术,在蓝宝石衬底上生长了高Al组分势垒层AlGaN/GaN HEMT结构.用三晶X射线衍射分析得到AlGaN势垒层的Al组分约为43%,异质结构晶体质量较高,界面比较光滑.变温霍尔测量显示此结构具有良好的电学性能,室温时电子迁移率和电子浓度分别高达1246cm2/(V·s)和1.429×1013cm-2,二者的乘积为1.8×1016V-1·s-1.用此材料研制的器件,直流特性得到了提高,最大漏极输出电流为1.0A/mm,非本征跨导为218mS/mm.结果表明,提高AlGaN势垒层Al的组分有助于提高AlGaN/GaN HEMT结构材料的电学性能和器件性能.     

溶胶-凝胶工艺制备SrTiO3纳米薄膜的研究

采用溶胶-凝胶方法,以醋酸锶、钛酸四丁酯为前驱体,乙酰丙酮为螯合剂,乙二醇甲醚为溶剂,乙酸为助溶剂和催化剂制备溶胶,用旋涂法在Si(100)衬底上制备出了具有典型钙钛矿型结构的SrTiO3纳米薄膜.用XRD、AFM、SEM和椭圆偏光仪等手段分析了薄膜的性能,结果显示薄膜的表面均匀、无裂纹、厚度20～30nm,折射率1.75～1.85,晶粒度35～60nm,表面平均粗糙度RMS为3.4～3.8 nm,晶粒形貌呈类圆锥形态.     

Ⅴ/Ⅲ比和生长温度对RF-MBE InN表面形貌的影响

由于生长InN所需平衡氮气压较高,而且InN分解温度比较低,因此在生长InN时In原子很容易在表面聚集形成In滴,使InN外延膜的表面形貌变差,影响InN外延膜质量的提高.通过研究Ⅴ/Ⅲ比和生长温度对RFMBE生长InN外延膜表面形貌的影响,发现Ⅴ/Ⅲ比和生长温度对InN外延膜表面In滴的量有重要影响.通过选择合适的Ⅴ/Ⅲ比和生长温度,得到了表面平整光亮、无In滴的InN外延膜.     

GaAs/P型Al_xGa_(1-x)As异质结界面二维空穴的量子输运特性

本文研究了利用分子束外延技术(MBE)生长的GaAs/P型Al_xGa_(1-x)As异质结构中的二维空穴的整数量子Hall效应(IQHE)、以及空穴复杂子带结构对IQHE的影响;讨论了在弱磁场区产生反常正磁阻效应的量子机理,指出两种载流子经典磁阻理论不能解释这一效应.     

分子束外延反射式高能电子衍射的强度振荡采集系统及其应用

在分子束外延(MBE)设备上设计和装配了一套反射式高能电子衍射(RHEED)强度振荡的采集系统。用本系统在MBE生产GaAs和Al_xGa_(1-x)As材料时观察了RHEED强度振荡现象。并“在位”得到GaAs和Al_xGa_(1-x)As材料的生长速率和Al_xGa_(1-x)As材料的AlAs摩尔分数,即x值。