应变异质结ZnSe／Si2（110）的价带带阶的第一原理计算

本文从第一原理出发,用Linearized-Muffin-Tin(LMTO)能带方法对应变超晶格（ZnSe)n/(Si2)n(110)(n=2-7)进行自洽计算,在此基础上采用冻结势计算了应变异质结ZnSe/Si2(110)的价带带阶,得到其理论值为0．93eV,说明该异质结的价带带阶值较大,由其构成的量子阱对空穴运动有较强的限制作用。     

[110]/(001)单轴应力对硅价带结构及空穴有效质量的影响

采用K.P微扰法研究了当硅在[110]/(001)方向受一单轴应力作用时, 应力对硅价带结构及有效质量的影响。结果表明：硅在压应力作用下的价带分裂能要大于同样大小的张应力作用下的价带分裂能;在常见的几种晶向中,有效质量沿[110]晶向是最小的。从抑制带间散射,减小有效质量增强迁移率的角度考虑,沿应力方向的[110]晶向最适宜作为载流子的输运方向。所获得的结论可为单轴应变硅器件应力及导电沟道方向的选择设计提供理论参考。     

Si／Ge应变层异质结价带偏移的剪裁与设计

讨论应变层异质结价带偏移的剪裁、设计方法，研究Ｓｉ／Ｇｅ应变层异质结价带偏移设计参数与应变条件的关系，基于异质结中平均键能“对齐”，得到适用于Ｓｉ／Ｇｅ异质结价带偏移剪裁与设计的计算公式和图表。     

应变Si1—xGex层材料和Si／Si1—xGex器件物理参数模型

Ｓｉ／Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结系统已成功地应用于高速数字、高频微波和光电器件中。对这些器件进行理解和分析时，往往受到应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ材料参数缺乏的制约。本文建立和给出了常温和低温下重要应变Ｓｉ１－ｘＧｅｘ层材料和Ｓｉ／Ｓｉ１－ｘＧｅｘ器件物理参数模型，对Ｓｉ／Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结器件的理解、研究和设计有重要的实际意义。     

应变Si/(001)Si_(1-x)Ge_x价带结构

应变SiCMOS技术是当前国内外研究发展的重点,在高速/高性能器件和电路中有极大的应用前景。基于(001)面弛豫Si1-xGex衬底上生长的张应变Si的价带E(k)-k关系模型,研究获得了[100]和[001]晶向的价带结构及相应的空穴有效质量。结果表明,与弛豫材料相比,应变引起了应变Si/(001)Si1-xGex价带顶的劈裂,且同一晶向族内沿[001]和[100]两个晶向的价带结构在应力的作用下不再对称,相应的空穴有效质量随Ge组份有规律地变化。价带空穴有效质量与迁移率密切相关,该结论为Si基应变PMOS器件性能增强的研究及导电沟道的应力与晶向设计提供了重要理论依据。     

AIN、GaN立方晶体的静态性质和AIN/GaN异质结的价带偏移

采用LMTO能带从头计算方法,计算了闪锌矿（立方）结构AIN和GaN的静态性质;用平均键能方法,预言了AlN与GaN自由应变生长、以AlN为衬底和以GaN为衬底等三种不同应变状态下AlN／GaN应变层异质结的△Ev值;最后,采用超原胞（AIN）n（GaN）n（001）,（n=1,3,5）界面自洽计算方法,考察了超晶格中平均键能Em的“对齐”程度和验证了价带偏移△Ev计算结果的准确性。     

BBO光参量振荡器压窄线宽实验研究

本文对0.532μm泵浦BBO光参量振荡器进行了线宽压窄的实验研究,在简并点处获得小于0.1nm的输出线宽,参量转换效率达12%。     

红外材料Ge的刻蚀研究

采用反应离子刻蚀技术，制作二元光学元件锗透镜阵列，对红外材料锗Ge的SF6加O2刻蚀机理和刻蚀特性进行了分析．并给出了研究结果。     

中红外磷锗锌光参量振荡器的参量对比与分析

对国内外中红外磷锗锌光参量振荡器(ZGP-OPO)的参数进行了对比与分析,包括ZGP-OPO晶体尺寸、泵浦源、相位匹配方式、谐振方式、腔形、阈值、中红外输出等方面,并指出国内外中红外ZGP-OPO技术发展方向。     

非线性左手材料中的背向参量放大

基于电磁场理论,推导了非线性左手材料中的差频耦合波方程,以及相位匹配条件下介质内信号波与闲频波放大过程和场分布。发现有限厚度的非线性左手介质,可补偿损耗的影响,能够得到比右手介质更大的信号波和闲频波能量输出。提出非线性左手背向参量振荡器,在一定的泵浦条件下,不需要外加谐振腔也可以产生振荡。这为非线性左手材料在参量放大器中的应用奠定了理论基础。     

Study on Valence Band Offsets at Strained Heterojunctions

A method, which can predict the valence band offsets at strained layer heterojunctions under different strain situations only by calculating band structures and deformation parameters of the bulk materials, is suggested. The applicability of this method is verified by calculation of the valence band offsets at strained layer heterojuntions ,such as InP/InAs, InP/GaP, GaAs/InAs, GaP/GaAs and AlAs/InAs with various strain conditions.     

压应变SiGe和张应变Si的能带结构研究

根据体Si和体Ge的能带结构特点,基于形变势理论,计算了SiGe合金的应变对其能级的影响。静压应变导致能级偏移,单轴应变导致简并能级分裂,使得应变SiGe合金的禁带宽度随应变的增加而减小。共度生长在体Si衬底上的SiGe合金,以及共度生长在体SiGe衬底上的Si,它们的禁带宽度随Ge组份的增加近乎线性减小。完全压应变的Si_(0.5)Ge_(0.5)合金,其禁带宽度从无应变时的0.93eV减小为0.68eV。Ge组份为0.5时,完全张应变的Si,其禁带宽度从无应变时的1.12eV减小为0.85eV。     

Simplified Method of Valence Band Offset Calculation at Strained Layer Heterojunction

The average bond energy method is popularized and applied to study band offsets at strained layer heterojunctions.By careful examination of hydrostatic and uniaxial strain actions on the band offset parameter Emv,it is found that the average band offset parameter Emv,av=Em-Ev,av remains basically unchanged under different strain conditions.Therefore,provided the band offset parameter before strain Emv,0 of bulk material is calculated,and the experiment values of deformation potential b and spin-orbit(SO)splitting energy △0 are quoted,the Emv at strained layer can be obtained by a simple and convenient algebraic calculation.Thus the valence band offset △Ev at strained layer heterojunctin can also be predicted conveniently.This simplified calcultation method is characterized by decreased calculation amount and increased conviction due to use as many as possible the experiment values.     

不同直径张应变锗材料对光谱和晶体质量的影响

绝缘体上张应变锗材料是通过能带工程提高锗材料光电性能得到的一种新型半导体材料,在微电子和光电子领域具有重要的应用前景.采用微电子技术中的图形加工方法以及利用锗浓缩的技术原理,在绝缘体上硅(SOI)材料上制备了绝缘体上张应变锗材料.喇曼与室温光致发光(PL)测试结果表明,不同圆形半径的绝缘体上锗材料张应变均为0.54％.对于绝缘体上张应变锗材料,应变使其发光红移的效果强于量子阱使其发生蓝移的效果,总体将使绝缘体上张应变锗材料的直接带发光峰位红移.同时0.54％张应变锗材料的直接带发光强度随着圆形半径的增大而减弱,这主要是因为圆形半径大的样品其晶体质量较差.该材料可进一步用于制备锗微电子和光电子器件.     

非致冷红外探测用VOx薄膜XPS价带谱研究

介绍了用XPS技术研究反应溅射制备的VOx薄膜;结果表明该方法制备的VOx薄膜大多是不同价态的混合物,其物相、成分与氧分压密切相关.XPS价带谱研究发现VO2 δ物相的薄膜最利于非致冷红外探测.     

(111) Si基应变材料本征载流子浓度研究

在分析(111)Si基应变材料[应变Si/(111)Si1-xGex、应变Si1-xGex/(111)si]能带结构的基础上,获得了其态密度有效质量与应力及温度的理论关系,并在此基础上,进一步建立了300 K时(111) Si基应变材料与应力相关的本征载流子浓度模型.结果表明:应变Si/(111)Si1-xGex材料本...     

(101)面生长双轴应变Si带边模型

采用结合形变势理论的k·p微扰法建立了(101)面弛豫Si1-xGex衬底上生长的双轴应变Si的带边模型.结果表明:[001],[001],[100]及[100]方向能谷构成了该应变Si的导带带边,其能量值随Ge组分的增加而增加;导带劈裂能与Ge组分成正比例线性关系;价带三个带边能级都随Ge组分的增加而增加,而且Ge组分越高价带带边劈裂能值越大;禁带宽度随着Ge组分的增加而变小.该模型可获得量化的数据,为器件研究设计提供有价值的参考.     

(101)面生长双轴应变Si带边模型

采用结合形变势理论的k·p微扰法建立了(101)面弛豫Si1-xGex衬底上生长的双轴应变Si的带边模型. 结果表明：［001］, ［001］,［100］及［100］方向能谷构成了该应变Si的导带带边,其能量值随Ge组分的增加而增加;导带劈裂能与Ge组分成正比例线性关系;价带三个带边能级都随Ge组分的增加而增加,而且Ge组分越高价带带边劈裂能值越大;禁带宽度随着Ge组分的增加而变小. 该模型可获得量化的数据,为器件研究设计提供有价值的参考.