在GaAs(100)衬底上离化团束外延ZnSe单晶薄膜

ZnSe是一种理想的蓝紫色发光材料，用于制作发光器件有较大的应用前景，采用单源喷发、离化原子团束（ICB）技术在GaAs（100）上外延ZnSe单晶薄膜，并用电子能谱分析了外延薄膜的成分。用X射线衍射和RHEED研究了外延ZnSe单晶薄膜结构和外延质量。研究了淀积能量和衬底温度对薄膜质量的影响。得到了摆动曲线半高宽为133rad·s，并具有原子水平平整程度的ZnSe（100）单晶薄膜。外延薄膜存在0．2～0．4μm的应变过渡层，过渡层随淀积能量的增大而变薄。     

Zn0.85Co0.15O薄膜的制备及其结构分析

用电子束蒸镀方法在(100)单晶Si衬底上,生长Zn0.85Co0.15O薄膜,并研究了衬底温度对薄膜质量的影响,结果表明当衬底温度为400℃时,外延膜取向性最好,且其(002)衍射峰半高宽最窄(为0.4834°)。     

ICB方法外延CdTe单晶薄膜

用ICB外延技术在NaCl解理面和(100)GaAs衬底上外延的CdTe单晶薄膜,以透射电子衍射及RHEED分析,都表明获得了好的单晶结构及平滑膜面。外延取向关系为:GdTe(100)//NaCl(100);当衬底预处理温度为480℃时,CdTe(100)//GaAs(100);当预处理温度为580℃时,CdTe(100) (111)//GaAs(100)。实验发现,当坩埚内CdTe蒸气压足够高时,薄膜生长体现出团粒束淀积所特有的规律,即随着团粒能量的增大,CdTe外延膜的结构质量显著改善。在CaAs衬底上外延所得的最好的CdTe膜,其双晶衍射摆动曲线半高宽为630arc,     

衬底温度对Si(111)衬底上MBE异质外延3C-SiC薄膜的影响

利用固源分子束外延(SSMBE)技术, 在Si(111)衬底上异质外延生长3C-SiC单晶薄膜, 通过RHEED、XRD、AFM、XPS等实验方法研究了衬底温度对薄膜结构、形貌和化学组分的影响. 研究结果表明, 1000℃生长的样品具有好的结晶质量和单晶性. 在更高的衬底温度下生长, 会导致大的孔洞形成, 衬底和薄膜间大的热失配使降温过程中薄膜内形成更多位错, 从而使晶体质量变差. 在低衬底温度下生长, 由于偏离理想的化学配比也会导致薄膜的晶体质量降低.     

Si(111)衬底上3C-SiC的固源MBE异质外延生长

国内首次利用固源分子束外延(MBE)技术,在衬底温度为1100℃时,以Si(111)为衬底成功地外延生长出了3C-SiC单晶薄膜。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)以及原位反射高能电子衍射(RHEED)等手段研究了外延薄膜的晶型、结晶质量、外延膜与衬底的外延取向关系,并考察了薄膜制备过程中衬底的碳化对薄膜质量的影响。结果表明,外延膜与衬底晶格取向完全一致;碳化可以减小SiC和衬底Si之间的晶格失配、释放应力、引入成核中心,有利于薄膜单晶质量的提高;碳化温度存在最佳值,这一现象与成核过程有关。     

衬底温度对钇稳定氧化锆薄膜择优生长的影响

使用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(100)衬底上沉积钇稳定的氧化锆(YSZ)薄膜,用XRD分析薄膜的结晶取向,SEM和AFM观测薄膜表面形貌,研究了在200-650℃的不同衬底温度下薄膜的择优生长.结果表明:衬底温度较低的YSZ薄膜为非晶组织,衬底温度为300-500℃时YSZ晶粒以表面能低的(111)面首先择优生长,衬底温度超过550℃后晶粒活化能提高而使表面能较高的(100)晶粒择优生长.YSZ薄膜是典型的岛状三维生长模式,较高的衬底温度有利于原子在衬底表面迁移和重排结晶长大.同其它沉积技术相比,用PLD技术能在比较低的衬底温度下在Si(100)表面原位外延生长出较高质量的YSZ薄膜.     

新型硅基双异质外延SOI材料Si/γ-Al2O3/Si制备

异质外延法是目前制备新型SOI材料的技术途径之一。采用低压化学气相沉积技术(LPCVD)在硅衬底上先外延γ-Al2O3绝缘单晶薄膜，制备出硅衬底上外延氧化物外延结构γ-Al2O3/Si(EOS)，然后采用类似SOS薄膜生长的常压CVD(APCVD)方法在EOS上外延硅单晶薄膜，形成新型硅基双异质SOI材料Si／γ-Al2O3／Si。利用反射高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、俄歇电子能谱(AES)及MOS电学测量等技术表征分析了Si(100)／γ-Al2O3(100)／Si(100)SOI异质结构的晶体结构、组分和电学性能。测试结果表明，已成功实现了高质量的新型双异质外延SOI结构材料Si(100)／γ-Al2O3(100)／Si(100)，γ-Al2O3与Si外延薄膜均为单晶，γ-Al2O3薄膜具有良好绝缘性能，SOI结构界面清晰陡峭，该SOI材料可应用于CMOS电路的研制。     

外延SCNN电光薄膜生长及研究

用激光脉冲沉积(PLD)法在MgO(001)衬底上成功地生长、制备出了外延铌酸锶钡钠(SCNN)电光薄膜.对生长制备出的SCNN电光薄膜用X射线衍射对其微观结构进行了测量研究;X射线衍射结果显示生长在MgO(001)衬底上的SCNN电光薄膜是外延膜;对生长在MgO(001)衬底上的外延SCNN电光薄膜在200～900nm光谱范围的透射光谱进行了测量研究,通过对薄膜透射光谱的振荡曲线分析计算得到了SCNN电光薄膜的光学常数,结果发现外延SCNN电光薄膜的折射率符合单电子模型.     

不同衬底上低温生长的ZnO晶体薄膜的结构及光学性质比较

采用电子束反应蒸发方法,在单晶Si(001)及玻璃衬底上低温外延生长了沿c轴高度取向的单晶ZnO薄膜,并对沉积的ZnO晶体薄膜的结构和光学性质进行了分析比较。通过对ZnO薄膜的X射线衍射(XRD)分析及光致荧光激发谱(PLE)测量,研究了衬底材料结构特性、生长温度及反应气氛中充O     

三层热壁金属有机化学气相外延流场计算机模拟

本文对三层热壁水平流金属有机化学气相沉积(MOCVD)真空反应腔的设计以及最终流场分布都进行了理论模拟。在选择优化喷管排布基础上,在衬底托盘、衬底四周底壁,以及衬底所在区域上壁临近区域范围加热,形成局部热壁外延真空反应腔体。此外,对于真空腔体设计,顶层与底层流动速度,都进行细致研究,确保在材料生长区域的壁面,反应前驱物源气体保持在稳定且无漩涡流动状态,并使反应物主要分布在衬底位置处,有效提高反应物利用率,并避免在腔壁等处发生反应,最后进行热壁MOCVD材料生长,得到厚度分布比较均匀,x射线双晶衍射的半峰全宽(FWHM)为149.8弧度秒,表明生长出质量良好的氮化镓(GaN)薄膜单晶材料。     

Sr_(0.5)Ba_(0.5)TiO_3/La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3双层薄膜的微观结构

采用脉冲激光沉积法在(001)LaAlO_3衬底上制备了Sr_(0.5)Ba_(0.5)TiO_3/La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3薄膜,利用透射电子显微镜对薄膜的微观结构进行了研究。结果表明,底电极La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3在LaAlO_3衬底上外延生长并形成立方-立方取向关系。不同于块体结构,LSCO薄膜发生了结构转变,形成一种氧缺位有序调制结构。整个薄膜由大量取向畴组成,其中包含一些层错与反相畴界等缺陷。生长温度为500℃时,Sr_(0.5)Ba_(0.5)TiO_3薄膜为柱状多晶结构;当温度升高至820℃时,薄膜为缺陷较少的单晶结构。     

NaCl(100)衬底上金外延生长的实验研究

本文报导了在NaCl(100)衬底上制备单晶金薄膜的实验过程,讨论了薄膜外延生长的有关实验条件,对检验薄膜有序结构及污染程度的方法也作了介绍。     

PLD方法生长ZnO/Si异质外延薄膜的研究

用脉冲激光沉积法在Si(111)衬底上制备了ZnO薄膜。RHEED和XRD测试表明,直接沉积在Si衬底上的ZnO薄膜为多晶薄膜,且薄膜的结晶质量随衬底温度的升高而下降。相比之下,生长在一低温同质缓冲层上的ZnO薄膜则展现出规则的斑点状RHEED图像,说明它们都是外延生长的高质量ZnO薄膜。XRD与室温PL谱分析表明,外延ZnO薄膜的质量随衬底温度的升高得到明显的改善。在650℃生长的样品具有最好的结构和发光特性,其(002)衍射峰的半高宽为0.185°,UV峰的半高宽仅为86meV。     

SiO2/Si衬底制备ZnO薄膜及表征

本文报道了利用脉冲激光沉积技术在热氧化p型硅衬底上生长ZnO外延薄膜.引入高阻非晶SiO2缓冲层,有效地降低了检测过程中单晶衬底对ZnO薄膜的电学性能影响.利用XRD,SEM,Hall和PL对其进行研究.结果表明,在衬底温度为500℃时,生长的ZnO薄膜具有优良的晶体质量,电学性能和发光性能.     

Ge基GaAs薄膜和InAs量子点MBE生长研究

采用分子束外延(MBE)法,在优化Ge衬底退火工艺的基础上,通过对比在(001)面偏<111>方向分别为0°、2°、4°和6°的Ge衬底上生长的GaAs薄膜,发现当Ge衬底的偏角为6°时有利于高质量GaAs薄膜的生长;通过改变迁移增强外延(MEE)的生长温度,发现在GaAs成核温度为375℃时,可在6°偏角的Ge衬底上获得质量最好的GaAs薄膜。通过摸索GaAs/Ge衬底上InAs量子点的生长工艺,实现了高效的InAs量子点光致发光,其性能接近GaAs衬底上直接生长的InAs量子点的水平。     

激光脉冲外延生长Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜及其特性研究

利用激光脉冲法在LaAlO3衬底上沉积制备LaNiO3薄膜作为底电极并外延生长(100) Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜,系统研究了生长温度对PZT外延结构和电学特性的影响.研究发现当生长温度高于550℃时即可得到外延(100)PZT薄膜.在对所制备的PZT薄膜的结构和性能测试表明,650℃下生长的PZT薄膜外延性最佳,并且表现出优异的介电和铁电性能,介电常数ε、剩余极化Pr和矫顽场Ec分别为900、26.5 μC/cm2和52.1kV/cm.试验还证实这种外延PZT薄膜具有优良的抗疲劳特性,可用于铁电存储器的制备中去.     

MOCVD法在MgO(100)衬底上生长m面ZnMgO薄膜

本文采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在MgO(100)衬底上成功生长了非极性的m面(1010)ZnMgO薄膜。研究了衬底温度对ZnMgO薄膜生长取向的影响。X射线衍射(XRD)分析结果表明当衬底温度为400℃时可以获得单一取向的m面ZnMgO薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)观察到ZnMgO薄膜表面平整,由条纹状结构组成。透射电子显微镜(TEM)分析进一步证明ZnMgO为具有m面取向的单晶薄膜。X射线光电子能谱(XPS)定量分析表明ZnMgO薄膜中Mg含量为3at.%。     

Si(111)衬底上多层石墨烯薄膜的外延生长

利用固源分子束外延(SSMBE)技术, 在Si(111)衬底上沉积碳原子外延生长石墨烯薄膜, 通过反射式高能电子衍射(RHEED)、红外吸收谱(FTIR)、拉曼光谱(RAMAN)和X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)等手段对不同衬底温度(400、600、700、800℃)生长的薄膜进行结构表征. RAMAN和NEXAFS结果表明: 在800℃下制备的薄膜具有石墨烯的特征, 而 400、600和700℃生长的样品为非晶或多晶碳薄膜. RHEED和FTIR结果表明, 沉积温度在600℃以下时C原子和衬底Si原子没有成键, 而衬底温度提升到700℃以上, 沉积的C原子会先和衬底Si原子反应形成SiC缓冲层, 且在800℃沉积时缓冲层质量较好. 因此在Si衬底上制备石墨烯薄膜需要较高的衬底温度和高质量的SiC缓冲层.     

GaAS/Si(100)异质外延4°偏角衬底对外延层结晶质量的提高(英文)

用低压金属有机物化学汽相沉积法(MOCVD)在Si(100)无偏角和Si(100)4°偏角衬底上外延生长GaAs层。异质外延采用两步生长法,并分别优化了两种衬底上的非晶低温缓冲层的生长条件。用X射线双晶衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对两种衬底上的GaAs外延层进行了结构表征,其中Si(100)4°偏角衬底上1.8μm厚GaAs的(004)面XRD衍射半高全宽338 arcsec,同比在无偏角衬底上的半高全宽为494arcsec,TEM图片显示4°偏角衬底上外延层中的位错密度大大降低。     

以Zn(NH4)3Cl5为输运剂气相生长ZnSe单晶

以化合物Zn(NH4)3Cl5为气相输运剂,ZnSe多晶为原料,用化学气相输运技术(CVT)在封闭石英管中生长出直径9 m m、长度25 mm的Zn1+0 031Se单晶晶体生长区的温度为898～915℃,温度梯度为1.5℃@cm-1,生长周期为21 d.晶体生长端由{111}和{100}单形包围.用RO-XRD技术研究了晶体的结晶质量,ZnSe(111)的RO-XRD谱的FWHM为24 s.光致发光特性研究表明,Zn1+0.031Se单晶体的PL谱由Fx(439 nm)和BBT(418 nm)等发光峰组成,晶体的短波吸收限位于465 nm处,腐蚀点密度为(5～7)×104cm-2.化合物Zn(NH4)3Cl5具有较高的热稳定性,是一种适合气相生长ZnSe单晶的新型输运剂.