Gaδ掺杂ZnSe超晶格的稳恒光电导效应

通过直接测量激光照射前后电阻随温度的变化关系,研究了Ｇａδ掺杂ＺｎＳｅ超晶格的稳恒光电导效应．被研究的两块样品都显示了稳恒光电导效应,其中一块样品稳恒光电导的淬灭温度为１２０Ｋ,另一块样品的淬灭温度接近２９０Ｋ．描述了对这类超晶格稳恒光电导现象的测量结果,讨论了掺杂过程对光电导淬灭温度的影响．     

掺GeZnSe的稳恒光电导及其局域性效应

在一定的温度以下 ,某些半导体材料的光电导效应在激发光源撤去以后会持久地保持下去 ,当温度升高超过这个温度 (称为淬变温度 )以后 ,这种持续的光电导现象会消除 ,称为稳恒光电导现象 .而且这种光电导效应具有很强的局域性 .采用电学测量方法 ,通过测量激光照射前后电导率随温度的变化研究了掺 Ge的 Zn Se的稳恒光电导效应 ,结果发现淬变温度高达 2 1 0 K的稳恒光电导效应 .并通过研究光电阻随光照位置变化的趋势研究了这种光电导的局域性特性 ,结果发现在淬变温度以上局域性随稳恒光电导消失而消失     

掺Ge ZnSe的稳恒光电导及其局域性效应

在一定的温度以下,某些半导体材料的光电导效应在激发光源撤去以后会持久地保持下去,当温度升高超过这个温度(称为淬变温度)以后,这种持续的光电导现象会消除,称为稳恒光电导现象.而且这种光电导效应具有很强的局域性.采用电学测量方法,通过测量激光照射前后电导率随温度的变化研究了掺Ge的ZnSe的稳恒光电导效应,结果发现淬变温度高达210K的稳恒光电导效应.并通过研究光电阻随光照位置变化的趋势研究了这种光电导的局域性特性,结果发现在淬变温度以上局域性随稳恒光电导消失而消失.     

GaN外延材料中持续光电导的光淬灭

研究了非故意掺杂和掺Si的n型GaN外延材料持续光电导的光淬灭。实验发现非故意掺杂GaN的持续光电导淬灭程度远大于掺Si的n型GaN;撤去淬灭光后前者的持续光电导几乎没有变化,后者的却有明显减小;稍后再次加淬灭光前者的持续光电导无变化,而后者的有明显增加。我们认为两者持续光电导的形成都与空穴陷阱有关,用空穴陷阱模型解释了非故意掺杂GaN持续光电导的形成以及淬灭;认为掺Si的n型GaN的持续光电导是电子陷阱(杂质能级)和空穴陷阱共同作用的结果,并且在持续光电导发生的不同阶段其中一种陷阱的作用占主要地位。     

GaN外延材料中持续光电导的光淬灭

研究了非故意掺杂和掺Si的n型GaN外延材料持续光电导的光淬灭.实验发现,非故意掺杂GaN的持续光电导淬灭程度远大于掺Si的n型GaN;撤去淬灭光后前者的持续光电导几乎没有变化,后者却明显减小;稍后再次加淬灭光,前者的持续光电导仍无变化,而后者却明显增加.作者认为两者持续光电导的形成都与空穴陷阱有关,用空穴陷阱模型解释了非故意掺杂GaN持续光电导的形成以及淬灭过程;掺Si的n型GaN的持续光电导是电子陷阱(杂质能级)和空穴陷阱共同作用的结果,并且在持续光电导发生的不同阶段其中一种陷阱的作用占主要地位.     

调制掺杂非晶半导体超晶格中的瞬变电流(I)——稳恒电场中载流子的运动

本文讨论了在纵向偏置电压下非晶态半导体超晶格中载流子的运动情况.从具有稳恒偏置电场的层状CTRW模型出发,我们导出了单个载流子在不同时刻及不同位置上出现的几率的表达式,并得到由于载流子运动所引起的瞬变电流的公式,从而为进一步研究这种材料的光电导性质提供了一种计算手段.     

退火对非晶态碲镉汞薄膜稳定态光电导的影响

利用射频磁控溅射方法,在宝石衬底上制备了非晶态碲镉汞(a-HgCdTe)薄膜。对原生a-HgCdTe薄膜进行了不同退火时间和不同退火温度的热退火,在80～300K温度范围内,分别测量了原生和退火处理后的a-HgCdTe薄膜样品的稳定态光电导,研究了退火时间和退火温度对非晶态HgCdTe薄膜的稳定态光电导和激活能的影响。结果表明,原生和退火a-HgCdTe薄膜的稳定态光电导具有热激活特性;随着退火时间增加或退火温度升高,a-HgCdTe薄膜的晶化程度提高,导致光电导增大,光电导激活能降低。利用非晶-多晶转变机制讨论了实验结果。     

在(Cs)Na_2Ksb(S-20)多碱光电阴极中的作用

在s—20光电阴极生产过程中,进行化学分析和定性观察,表明了铯不仅引起体效应,而且引起表面效应。用x射线对Na_2K Sb和（Cs）Na,KSb进行的定量研究,证实了体效应·发现增加掺杂铯的量使得晶格常数从7.727±0.003A增加到7.745±0.004A。作者认为较大的晶格常数,使晶格中能有较多的超额锑,因此增加了p型掺杂,并使能带弯曲。     

氧缺陷的YBa2Cu3O7-x高温超导体光辐照研究

利用Janis CCS-350制冷机(最低可达10 K)提供低温环境, 从室温到200 K, 利用真空泵持续抽取真空, 使氧缺陷YBa2Cu3O7-x(YBCO)超导体中的氧重新分布。实验表明, 在缺氧环境下, 样品氧缺陷现象加剧, 超导临界温度降低, 直至到正常态, 利用原位光辐照氧缺陷YBCO样品产生持续光电导效应或光诱导超导电性效应, 可以部分地抵消氧缺陷对超导电性所引起的破坏, 而对YBCO,x<0.1时, 其转变温度Tc高于90 K的样品, 在缺氧环境下, 样品氧缺陷现象变化和光辐照效应不明显。讨论了YBCO超导体在能隙比一般半导体光电材料至少要窄约二个数量级, 又具有较高的光学吸收系数的情况下, 光子作用下高温超导体内各种元激发之间的相互作用过程, 对实际应用YBCO超导体光学性能, 理解机制设计仪器有现实意义。     

硼掺杂及未掺杂金刚石薄膜的电学和光电导特性

用热丝辅助化学气相沉积法合成了未掺杂及Ｂ掺杂金刚石薄膜，测量了退火前后的电流一电压和光电导特性．实验结果表明，Ｈ原子对未掺杂金刚石膜的电学和光电导特性有很大影响．对于掺杂样品，随着Ｂ含量的增高，Ｂ的作用更加明显，而Ｈ的作用降低．合成的金刚石膜中存在着各种缺陷态，其中包含陷阶型缺陷态，它影响着光电导饱和值的大小和弛豫时间的长短．经６００℃退火后，样品的结构、缺陷态的种类、数量都发生变化，并改变了金刚石膜的电学及光电导特性．     

InP单晶的磁光和热电效应

对同一原生非掺杂InP单晶进行了一系列物理测试分析,研究了材料的光电导率与温度的依从关系,在295~318 K内,温度系数为-3×10-4eV/K,测得的室温禁带宽度为1.339 2 eV。禁带宽度Eg的磁性系数为8.6×10-4eV/T,材料的磁光特性测量结果为1.8 T。由此数据可得,约化电子有效质量mr*为0.067m0。由热电功率测量结果可得室温塞贝克系数为565μV/K。由此值以及霍尔测量值,可计算出状态密度有效质量md*为0.075 7m0。由该值和上面提到的约化电子有效质量可得到InP样品的价带电子有效质量mv*为0.591m0。     

InGaAs/GaAs应变层短周期超晶格的Wannier-Stark效应

本文利用光电流谱方法研究了10—300K温度范围内In_(0.2)Ga_(0.8)As/GaAs应变层短周期超晶格的Wannier-Stark效应,在室温及低温下均观察到明显的吸收边场致“蓝移”现象,并对Stark-ladder激子跃迁的能量位置及振子强度随电场的变化给予详细讨论。实验结果表明,利用In_(0.2)Ga_(0.8)As/GaAs应变层超晶格的Wannier-Stark效应可以制作0.98μm波长范围的电光调制器和自电光双稳器件。     

GexSi1—x／Si量子阱和超晶格红外光电压谱

采用电容耦合法,在18～300K 温度范围内测量了一系列 Ge_xSi_(1-x)/Si应变层多量子阱和 Ge/Si 超薄超晶格在不同温度下的红外光电压谱。实验结果表明,在长波段有强的光电压信号。文中还对 Ge_xSi_(1-x)/Si 量子阱和超晶格的能带排列和光伏效应作了讨论。     

用于Hg原子光晶格钟的低漂移率超稳腔系统

光晶格钟需要高稳定度的超稳激光,而超稳激光的频率稳定性受限于超稳腔的热噪声和温度涨落,因此,降低超稳腔的温度涨落对于超稳激光的频率噪声达到热噪声极限具有重要意义。分别从时域和频域上分析了达到热噪声极限对超稳腔温度稳定性的要求,设计了超稳腔控温系统,其包括一层被动隔热、两层主动控温的超稳腔真空系统和主动控温装置;找到了超稳腔的零膨胀工作温度;测量了真空隔热系统的温度传递时间常数(3.6d);监测了真空腔内主动控温层11d的温度涨落(1mK)。通过实验测量和理论分析,在频域和时域上分别计算得到了超稳腔的温度波动,确定了千秒内的温度涨落引起的频率噪声均在热噪声极限以下。利用磁光阱产生的199 Hg冷原子的钟频跃迁光谱测得超稳腔的长期温度漂移为4.2kHz/d,符合Hg原子光晶格钟的要求。     

Cu掺杂氧化锌氧化物的热学性能

基于线性响应的密度泛函微扰理论研究了Cu掺杂纤锌矿结构氧化物ZnO的热学参数和热学性能。结果表明,Cu掺杂导致ZnO氧化物晶胞减小;在计算温度区间,纯的ZnO和Cu掺杂的ZnO的晶格热容均随温度升高不断增大,Cu掺杂的ZnO具有较高的晶格热容;纯的ZnO和Cu掺杂ZnO的晶格热容在最高温度900K时分别达到69.1J·(mol-1·K-1)和152.8J·(mol-1·K-1)。纯的ZnO和Cu掺杂ZnO的德拜温度均随温度升高而不断增大;在175K以下,Cu掺杂ZnO体系的德拜温度高于未掺杂体系,在175K以上,Cu掺杂ZnO体系的德拜温度低于未掺杂体系。Cu掺杂在ZnO中引入了新的振动模式。Cu掺杂ZnO氧化物应具有较高的晶格热导率。     

强磁场下氮掺杂金刚石中法拉第旋转效应的偏振太赫兹时域光谱测量

氮掺杂金刚石（N-D）是最重要的碳基电子材料之一,由于氮相关色心的存在,其具有许多有趣而独特的物理特征。文章中研究了等离子体化学气相沉积法生长的N-D样品的太赫兹（THz）磁光特性。应用偏振THz时域光谱（THz TDS）技术,在0~8 T磁场和80 K温度条件下,测量了N-D样品在法拉第几何结构下的THz透射光谱,得到了N-D材料的法拉第旋转角和椭偏率、复横向（或霍尔）磁光电导率以及复左、右旋介电常数随磁场的变化规律。结果表明,N-D材料具有优良的THz磁光法拉第旋光效应,可应用于THz旋光器件。     

超晶格雪崩光电二极管的结构优化及性能研究

基于碰撞离化理论研究了异质材料超晶格结构对载流子离化率的作用,设计得到In0.53Ga0.47As/In0.52Al0.48As超晶格结构的雪崩光电二极管。通过分析不同结构参数对器件性能的影响,得到了低隧道电流、高倍增因子的超晶格结构雪崩层,根据电场分布方程模拟了器件二维电场分布对电荷层厚度及掺杂的依赖关系,并优化了吸收层的结构参数。对优化得到的器件结构进行仿真并实际制作了探测器件,进行光电特性测试,与同结构普通雪崩光电二极管相比,超晶格雪崩光电二极管具有更强的光电流响应,在12.5~20 V的雪崩倍增区,超晶格雪崩光电二极管在具备高倍增因子的同时具有较低的暗电流,提高了器件的信噪比。     

超晶格光伏效应的温度特性

在18～300K 度范围内测量了 GaAs/AlGaAs 超晶格和 Ge_xSi_(1-x)/Si 应变层超晶格在不同温度下的光伏谱。在200K 以下,在 GaAs/AlGaAs 超晶格中观测到6个子带间光跃迁激子峰;在100K 以下,GaAs/AlGaAs 的光伏谱反映了超晶格台阶状态密度分布。在 Ge_xSi_1-x/Si 应变层超晶格中,观测到子带和连续带间的光跃迁。并对两类超晶格的光伏特性进行了比较分析。     

不同退火温度下Mn掺杂ZnO纳米晶的结构和磁性

ZnO的激子束缚能高达60meV,具有优良的光学性质。因此,Mn掺杂的ZnO材料研究在磁性半导体领域广泛开展起来。文章采用溶胶-凝胶法制备了Mn掺杂的ZnO纳米晶,讨论了在不同退火温度下纳米晶的结构和磁性。XRD结果显示,所有样品均为六角纤锌矿结构。退火后,Mn掺杂ZnO纳米晶的晶格常数均略大于纯净ZnO的晶格常数,表明Mn2 已经替代Zn2 进入ZnO晶格。500℃退火的样品在4～300K温度范围内表现为顺磁性。将退火温度提高到900℃后,有少量尖晶石结构的ZnMn2O4存在。室温磁滞回线表明样品具有室温铁磁性,磁性来源于ZnMn2O4。     

N型GaN的持续光电导

本文报道了金属有机物化学气相外延（ＭＯＶＰＥ）生长的未人为掺杂和掺Ｓｉｎ－ＧａＮ的持续光电导（ＰｅｒｓｉｓｔｅｎｔＰｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ——ＰＰＣ）．在不同温度下观察了光电导的产生和衰变行为．实验结果表明,未人为掺杂和掺Ｓｉｎ－ＧａＮ的持续光电导和黄光发射可能起源于深能级缺陷,这些缺陷可以是ＶＧａ空位、ＮＧａ反位或者ＶＧａ－ＳｉＧａ络合物．和未人为掺杂样品Ａ相比,样品Ｂ中因Ｓｉ的并入导致ＧａＮ中的深能级缺陷增加,提高了ＧａＮ中黄光发射,使持续光电导衰变减慢,但实验未发现黄光的加强和光电导衰变特