利用同步晶化法制备的镍纳米晶的电荷存储特性

快速退火纳米晶化法是目前常用的金属纳米晶制备方法,但其后续600~900℃高温退火会降低器件的电学特性和可靠性。本文提出了热预算低的金属纳米晶制备的新方法—沉积过程中的同步金属薄膜原位纳米晶化法,可以省掉后续单独的退火处理工艺,使金属薄膜同步产生纳米晶化,降低工艺热功耗及简化工艺,从而有效地改善上述薄膜沉积后退火纳米晶化法的不足。在不同衬底温度（250~325 ?C）下,利用同步纳米晶化法制备镍纳米晶存储器。随着生长温度的增加,其存储窗口先增加到最大值再降低。衬底温度为300 ?C时,其存储窗口（2.78 V）最大。与快速热退火法镍纳米晶存储器相比较,同步纳米晶化法制备镍纳米晶存储器具有更强的电荷存储能力。另外,研究了不同操作电压和脉冲时间下器件的平带电压偏移量,当操作电压增加到±10 V时出现了较大的平带电压偏移量,这表明器件发生了大量的载流子（电子和空穴）注入现象。最后,模拟了金属纳米晶存储器的载流子（电子和空穴）注入和释放过程。     

ZnSe纳米晶材料的超快吸收谱

通过改进的溶剂热方法,以KBH4作为还原剂,在三乙胺溶液介质中制备了ZnSe纳米晶材料.与ZnSe体材料相比,其纳米材料的稳态吸收边发生了蓝移,而且纳米颗粒的尺寸越小,蓝移量越大,这是由于随着尺度减少而引起的量子限制效应增强造成的.对在溶液中的ZnSe纳米颗粒的超快吸收谱的研究表明,当纳米颗粒的平均尺寸为75nm时,电子-声子散射时间为8.74ps;当平均尺寸为45nm时,散射时间为2.77ps.随着纳米颗粒尺寸的减小,载流子与颗粒表面的非弹性碰撞几率增加,从而使载流子-声子耦合的强度增强,导致载流子-声子散射时间缩短.     

掺Er HfO2薄膜材料的光致发光性质

用脉冲激光淀积(PLD)技术和离子注入的方法制备了掺Er氧化铪(HfO2)薄膜样品,观察到了样品中Er离子波长1535nm的室温和变温光致发光(PL)现象.分析了后期不同的退火温度对样品发光强度的影响,发现当退火温度选取800℃时可最大程度减少材料中的晶格损伤和缺陷等非辐射衰减中心,同时光激活Er离子,从而实现最大强度的光致发光.通过对样品光致发光激发(PLE)的测量分析发现,在Er离子的发光过程中除了直接吸收的过程之外还存在着间接激发的过程.HfO2将会成为Er掺杂的一种很好的基质材料.     

掺铒Al_2O_3/Si多层薄膜中纳米晶Si的形成和敏化效应

采用脉冲激光沉积制备了掺铒Al2O3/Si多层薄膜,在淀积过程中脉冲激光溅射产生的高能量Er原子渗透进入非晶硅层,并引入了额外的应力,在低退火温度下诱导形成纳米晶Si。利用纳米晶Si作为敏化剂有效地增强了Er3+在Al2O3中的光致发光。样品微观结构和发光强度的关系表明,获得高密度和小尺寸的纳米晶Si和Er3+处于良好的发光环境是实现优化发光的关键,最优化的Er3+发光强度在退火温度为600℃的条件下得到。     

硅分子束外延中硼δ掺杂生长研究

利用硅分子束外延技术和Ｂ２Ｏ３掺杂源，成功地实现了硅中的硼δ掺杂，硼δ掺杂面密度ＮＢ可达３．４e１４ｃｍ－２（１／２单层）以上，透射电镜所示宽度为１．５ｎｍ．我们首次用原位俄歇电子能谱（ＡＥＳ）对硼在Ｓｉ（１００）表面上的δ掺杂行为进行了初步的研究，发现在ＮＢ＜３．４e１４ｃｍ－２时，硼δ掺杂面密度与时间成正比，衬底温度６５０℃，掺杂源温度９０００℃时，粘附速率为４．４e１３ｃｍ－２／ｍｉｎ；在ＮＢ＞３．４e１４ｃｍ－２时，粘附有饱和趋势，测量表明在硼δ掺杂面密度ＮＢ高达４．４e１４ｃ     

结区中存在量子阱结构样品的C－V特性分析

对不同组分、阱宽和垒宽的锗硅单量子阱和多量子阶样品的Ｃ－Ｖ特性及其与温度的关系进行了测量，并用数值方法解油松方程模拟计算了单量子阱样品的Ｃ－Ｖ特性及其Ｃ－Ｖ载流于浓度分布．实验和模拟计算的结果均表明，Ｃ－Ｖ载流子浓度分布在量子阱位置有一个浓度较高的峰值，它反映了被限制在阱中的载流子的积累，峰高随着量子阶异质界面的能带偏移的增加而增加．低温时由于阱中载流子的热发射几率变小，阱中载流于浓度的变化跟不上测试电压的频率，造成电容值显著变小．     

锗硅量子阱异质界面附近缺陷研究

用深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）研究了量子阱样品价中载流子的热发射和异质界面附近的深能级缺陷，得到Ｓｉ０．６７Ｇｅ０．３３／Ｓｉ单量子样品的能带偏移为０．２４ｅＶ．量子阱异质界面附近高浓度的深能级缺陷在样品的ＤＬＴＳ谱上形成一少于峰，该信号只有当测量的脉冲宽度足够大时才能检测到．对比不；司组分相同结构的多量子阱样品发现，组分大时异质界面的深能级缺陷浓度大，因此它可能是失配应变或位错引起的．相应的光致发光谱（ＰＬ）测试结果表明该深能级缺陷还会导致ＰＬ谱中合金层的带边激子峰的湮灭．     

锗硅双层量子点的光电流特性

在分子束外延 (MBE)系统上用自组织方式生长了硅基双层锗量子点结构 ,并对样品进行光电流谱的测试。通过调节不同外加偏压来改变量子点中的费米能级位置 ,量子点中载流子所处束缚能级将随之发生变化 ,所得到的光电流谱的峰位也将因此而改变。由光电流谱得到的实验结果与常规的光致发光谱的结果相吻合。与单层锗量子点结构相比 ,双层结构的样品在光电特性上有着明显不同 :光电流谱中 ,在 0 .767e V及 0 .869e V处出现了两个峰 ,分别对应于载流子在不同的量子点层中的吸收。用这种结构的样品制成的红外光探测器能够同时对两种不同波长的光进行探测响应     

快速热退火在硅中引入的缺陷的研究

快速热退火(RTA)将在n型硅中引入深能级缺陷。缺陷的种类和浓度随退火温度的变化而变化。由于这些缺陷的存在,使少数载流子寿命显著降低。这些缺陷可以分成两类。一类是与被冻结在晶格缺陷上的金属杂质有关,经二步退火后,这些缺陷能在650℃附近退火消失。另一类是晶格的本征缺陷,二步退火并不能消除这类缺陷。研究表明,这类缺陷与位错有关。     

半导体中超快过程的研究

用飞秒脉冲激光技术研究了半导体中的超快过程．通过用超快光生电压谱对激光激发载流子的动量弛豫过程进行检测,得到在半导体硅中载流子的动量弛豫时间约为70飞秒,该过程与载流子与载流子的散射几率有关;对于锗硅量子点,由于载流子的散射几率下降,使动量弛豫时间增加至130飞秒．用超快反射谱法测量了载流子的能量弛豫过程和扩散过程,用高能量激光激发得到载流子的能量弛豫时间约为几个皮秒,这与载流子与声子的散射几率密切相关;而用低能量激光激发可得到光生载流子的扩散时间约为1百皮秒量级．