超晶格与多层膜结构的位错强化机制

引入了强化系数描述多层膜结构的强化机制.强调了多层膜结构的强化是由于界面位错的约束和界面位错的聚集,而弱化则是由于层内位错做层间运动引起的.在经典力学框架内,把描述位错运动的Seeger方程化为带有固定力矩的摆方程.用Jacobian椭圆函数解析地刻划了扰动系统和无扰动系统的相平面特征;并在相空间密度均匀分布的假设下,利用相面积概念导出了多层膜结构的强化系数.结果表明,当层内应力场小于界面位错约束时材料被强化.     

正弦-高登方程与超晶格系统的相平面特征

在经典力学框架内,把Seeger方程化为广义的Sine-Gordon方程,从行波解出发,把Sine-Gordon方程进一步化为带有固定力矩的摆方程。用Jacobian椭圆函数和椭圆积分解析地描述了系统的相平面特征。基于物理学的功能原理,提出了用能量法对系统进行分析,再借助相面积概念,引入能量释放系数进一步刻画了位错的能量释放机制。结果表明,由于晶格常数不匹配或外延条件不理想,在一定条件下位错聚集的能量是可以完成转移与释放的。     

开放型周期轨道与超晶格的位错运动行为

在经典力学框架内和Seeger方程基础上,引入正弦平方势,把位错运动方程化为具有外力矩的摆方程。导出了弯结的形成能、弯结宽度、密度以及系统的激活能和弯结对的临界距离等物理量。指出位错在滑移面内的运动可视为弯结沿位错线的迁移与垂直方向的势垒翻越组成。     

形变超晶格的位错模型与粒子的退道效应

引入位错模型讨论粒子的退道效应.把超晶格的沟道偏折等效为位错引起的沟道弯曲,并对刃型位错的退道行为作了具体分析.利用正弦平方势,把粒子运动方程化为具有外力矩的摆方程,用能量法分析了系统的相平面特征,导出了系统的退道系数.     

形变超晶格的位错模型与粒子的退道效应

引入位错模型讨论粒子的退道效应.把超晶格的沟道偏折等效为位错引起的沟道弯曲,并对刃型位错的退道行为作了具体分析.利用正弦平方势,把粒子运动方程化为具有外力矩的摆方程,用能量法分析了系统的相平面特征,导出了系统的退道系数.     

Seeger方程及其位错对超晶格光电性质的影响

周期介质的特殊性质引起了人们的广泛兴趣,为人们寻找新材料和新光源开辟了全新领域。周期介质的交变应力场决定了超晶格的光电性能。在经典力学框架内,利用广义三角函数的Bessel展开和多尺度法导出了系统的一级近似解;并对强场和弱场情况进行了分析。结果表明,当位错能量大于周期势垒,或位错振幅大于超晶格层厚时,位错可在滑移面内运动实现能量转移与释放,有利于改善超晶格材料的光电性质。     

半导体超晶格物理与器件（12）

半导体超晶格物理与器件（１２）彭英才（河北大学电子与信息工程系０７１００２）二、超晶格异质结界面性质的光谱技术研究如前所述，超晶格材料是一种由多层超薄膜和多个异质结界面组成的叠层结构。其界面状况，如界面原子状态、化学组成、界面突变性以及界面形成过程等...     

超晶格晶格振动的改进的线性链模型

本文证明了只要考虑了次近邻原子间的力相互作用,线性链模型能够统一地、定量地描述超晶格中声学模和光学模的频率和振动模式.理论结果与实验以及其它精确的理论计算符合较好.最后讨论了喇曼散射的强度.     

异质界面数字梯度超晶格对扩展波长InGaAs光电探测器性能的改善

采用气态源分子束外延方法生长了三种不同结构的扩展波长(室温下50%截止波长为2.4μm) In_xGa_(1-x)As光电探测器材料,并制成了台面型器件.材料的表面形貌、X射线衍射摇摆曲线及光致发光谱表明,在InAlAs/InGaAs异质界面处生长数字梯度超晶格可以明显提高材料质量;器件在室温下的暗电流结果显示,直径为300μm的器件在反向偏压为10mV时,没有生长超晶格结构的器件暗电流为0.521μA,而生长超晶格结构的器件暗电流降到0.480μA.同时,在生长In_xAl_(1-x)As组分线性渐变缓冲层之前首先生长一层InP缓冲层也有利于改善材料质量和器件性能.     

超晶格插入层对Si基上GaN薄膜位错密度的影响

为了降低MOCVD外延生长Si基GaN的缺陷密度,尝试引入超品格插入层.界面突变的超晶格插入层能有效地阻挡由缓冲层延伸出来的位错.即使超晶格本身也产生位错,但位错的产生率比阻挡率低,所以超晶格总体起阻挡作用,可以减少后续生长的 HT-GaN(高温氮化镓)的位错密度.研究了超晶格厚度对 HT-GaN 的位错密度的影响.比较了超晶格厚度不同的3个样品,并采用高分辨双晶X射线衍射(DCXRD)对CaN进行结晶质量的分析,分别用 H3PO4 H2SO4 混合溶液和熔融 KOH 对样品进行腐蚀并用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀的样品进行观察.用 H3PO4 H2SO4 腐蚀过的样品比用KOH 腐蚀过的样品的位错密度大,进一步验证了之前有报道过的 H3PO4 H2SO4 溶液同时腐蚀螺位错和混合位错而 KOH只腐蚀螺位错.分析结果表明.引入适当厚度的超晶格插入层,可以有效地降低后续生长的 GaN 的位错密度.     

InAs/GaSb II类超晶格长波红外焦平面探测器研究

InAs/GaSb II类超晶格材料是第三代红外焦平面探测器的优选材料。报道了一种面阵规模为320×256、像元中心距为30 μm的InAs/GaSb II类超晶格长波红外焦平面器件。在77 K时,该器件的平均峰值探测率为7.6×10¹⁰ cm·Hz^1/2·W^-1,盲元率为1.46%,响应非均匀性为7.55%,噪声等效温差(Noise Equivalent Temperature Difference, NETD)为25.5 mK。经计算可知,这种器件的峰值量子效率为26.2%,50%截止波长为9.1 μm。最后对该器件进行了成像演示。结果表明,该研究为后续的相关器件研制奠定了基础。     

自相位调制对超短脉冲在准周期Fibonacci光学超晶格中传输的影响

从准周期Fibonacci超晶格的结构特点和超短脉冲的传输特性出发,分析了超短脉冲在Fibonacci超晶格中传输时,自相位调制对脉冲频谱的调制,同时考虑了由SPM造成的频率啁啾对脉冲特性的影响,发现SPM对脉冲特性影响很大,它不但使脉冲频谱展宽,而且限制超晶格的总体长度及基本单元的结构。     

光学超晶格材料的发展及应用

本文详细介绍了光学超晶格材料的发展历史和现状，并分析了其可能的发展趋势及应用前景。     

Electrical Characterization of Different Passivation Treatments for Long-Wave Infrared InAs/GaSb Strained Layer Superlattice Photodiodes

Silicon dioxide (SiO₂), silicon nitride (Si _x N _y ), and zinc sulfide (ZnS) with ammonium sulfide [(NH₄)₂S] as a prepassivation surface treatment were compared as passivants for InAs/GaSb strained layer superlattice detectors with a 0% cutoff wavelength of ∼10 μm. SiO₂ did not show significant improvement and the zero-bias resistance-area product (R ₀ A) was 0.72 Ω-cm² at 77 K. Si _x N _y passivation showed a nominal improvement with an R ₀ A value of 4.1 Ω-cm² at 77 K. ZnS with (NH₄)₂S treatment outperformed others significantly, improving the R ₀ A value to 492 Ω-cm² at 77 K. Variable-area diode measurements indicated a bulk-limited R ₀ A value of 722 Ω-cm². ZnS-passivated diodes exhibited maximum surface resistivity with a value of 2500 Ω-cm.     

GaInPAs/InP晶格匹配超晶格材料电子态研究

本文研究了GaInPAs/InP晶格匹配超晶格材料<110>方向的电子结构,对薄层超晶格和与之具有相同化学组份的混晶的色散关系作了比较。研究了带边状态密度在超晶格每一层的分布情况,计算了GaInPAs/InP晶格匹配超晶格的能隙随厚度、组份的变化趋势。研究结果表明:薄层超晶格与具有相同化学组份的混晶的电子结构基本相同,能隙边状态密度偏重于分布在超晶格的GaInPAs原子层内。     

非线性系统相平面法教学中的新方法

"自动控制原理"课程是电气信息类专业的一门主干基础课,其中相平面法部分一直是教学中的难点。笔者总结出一种新教学方法,通过对相平面法中理论和方法的解构,分为点、线、面描述这部分的主要知识点和分析过程,以清晰的逻辑线索将相关理论和方法串接起来,便于学生掌握和求解习题,取得了良好的教学效果。