GaAs/Al_xGa_(1-x)As超晶格中的纵光学声子模

本文报道GaAs/Al_xGa_(1-x)As短周期超晶格结构中的纵光学声子模的室温Raman散射测量结果。除了限制在GaAs层中的GaAs LO限制模外,我们还首次观测到限制在Al_xGa_(1-x)As混晶层中的类AlAs LO限制模。根据线性链模型,我们把测量到的LO限制模的频率按照q=m/(n+1)(a_0/(2π))展开,给出了Al_xGa_(1-x)As混晶的类AlAs LO声子色散曲线。     

分子束外延生长的GaAs-Al_xGa_(1-x)As多层异质结构中的“精细低维调制条纹”的观察

应用透射式电子显微镜观察了GaAs-Al_xGa_(1-x)As多层异质结结构中的“精细低维调制条纹”。在邻近GaAs-Al_xGa_(1-x)As超晶格层的缓冲层中和与这缓冲层邻近的GaAs-Al_xGa_(1-x)As超晶格层的小区域中发现了等宽度的“精细低维调制条纹”,其宽度为9.1(?)的GaAs条纹,12(?)的Al_xGa_(1-x)As条纹。文中介绍了用显微密度计获得的这些条纹的密度分布结果。同时还给出了GaAs-Al_xGa_(1-x)As 多层异质结结构的晶格像和用X射线能量散射谱技术获得的成分定量分析结果。     

超晶格(Al_xGa_(1-x)As)_m/(GaAs)_m中ГX_z态的混和

首先对(001)及(110)超晶格(Al_xGa_(1-x)As)_m/(GaAs)_m的布里渊区折叠进行了仔细的分析。然后采用紧束缚方法计算了单层超晶格的导带沿晶体生长方向的色散关系,并讨论了FXz态的混和效应。同时也计算了(001)及(110)超晶格(AlAs)_m/(GaAs)_m的直接带隙(或赝直接带隙)随层厚m的变化情况。最后,计算了各超晶格导带底能态的静压力系数,由此确定它们是类г态还是类x态,以及它们的гXz态混和情况。     

Inx—Ga1—xAs／GaAs应变量子阱光学性质

研究了用分子束外延方法生长在GaAs(100)衬底上的In_xGa_(1-x)As/GaAs(x=0.1)应变多量子阱样品,观察了其光荧光谱和光调制反射谱的光谱结构,讨论了有关基态光跃迁和激发态光跃迁性质.根据实验结果给出了能带偏移比值为Q_c=0.69(Q_v=1-Q_c=0.31),并提出有关轻空穴束缚于GaAs层而形成Ⅱ类超晶格的重要佐证.     

In Ga As/Ga As超晶格的界面研究

In_xGa_(1-x)As/Ga As之间晶格失配度与X成线性关系,其最大值为7％。因而当外延层厚度大于临界厚度时在界面会产生微缺陷,这些缺陷对其材料性能有很大影响。因此对In x Ga_(1-x)As Ga As界面研究就显得很重要。本工作就GaAs衬底上MBE生长In_(0.2)Ga_(0.8)As/Ga As超晶格样品进行平面,断面的TEM研究。实验结果表明超晶格平整,均匀,只看到位错一种微缺陷。GaAs衬底内位错。表面机械损伤会在超晶格层内引入位错。在In Ga As Ga As界面上失配位错情况如图1所示。图1a为[110]方向衬象,可见界面上位错线及露头(箭头所示)倾转约30,在图1b中看到位错网络,箭头所示位错为1a中所示的露头。     

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。     

GaAs/AlAs超短周期超晶格中的纵光学声子模

在室温和非共振条件下,测量了超短周期(1—3个单层)GaAs/AlAs超晶格的 Raman散射光谱.样品用分子束外延方法生长在(001)晶向的半绝缘 CaAs衬底上.实验结果表明,在这种超短周期超晶格中存在两种作用:一种是光学声子的限制效应,另一种是混晶化效应.对于单层超晶格,在各种散射配置下的 Raman光谱都与Al(0.5)Ga_(0.5)As三元混晶的Raman光谱十分相似.而对于4个单层或者更厚的超晶格样品,混晶化效应基本可以忽略,仅仅表现为界面效应,光学声子的限制效应起主导作用.     

应变超晶格In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs的电镜和光谱研究

用光调制反射谱和透射电镜技术研究分子束外延生长的应变超晶格In_(0.15)Ga_(0.85)As/GaAs,并讨论了实验结果。     

In_xGa_(1-x)As/GaAs应变超晶格的X射线双晶衍射研究

本文阐述了一种基于X射线动力学衍射理论的计算机模拟方法,该方法可用于分析超晶格材料的X射线双晶摆动曲线,用模拟计算方法得到了In_xGa_(1-x)As/GaAs应变超晶格的各种结构参数。     

GaAs/AlAs短周期超晶格中的纵光学声子限制模

本文报道在室温和非共振条件下,GaAs/AlAs短周期超晶格结构中的纵光学声子限制模的拉曼光谱测量结果.首次观察到限制在GaAs和AlAs层中的全部纵光学声子模.从测量的拉曼散射峰的频率得到的超晶格结构的声子色散曲线,与GaAs和AlAs 体材料的声子色散曲线进行了比较,二者符合尚好.因此,短周期超晶格结构的拉曼光谱测量有可能成为测定晶体声子色散曲线的一种新方法.     

GaAs/AlAs超晶格中的TO声子限制模

本文报道在室温和非共振散射条件下,GaAs/AlAs 超晶格结构中TO声子限制模的拉曼散射测量结果.超晶格样品用MBE方法生长在<001>晶向的GaAs衬底上.在背散射条件下,具有E对称性的TO 声子是拉曼禁戒的.但是利用近布儒斯特角入射和大孔径的散射光收集透镜,我们观测到分别限制在GaAs和AlAs层中的TO声子模.其中,限制在AlAs层中的TO模是首次报道.从测量的TO声子限制模频率得到的声子色散曲线与GaAs和AlAs体材料的TO声子色散曲线进行比较,二者符合良好.进一步证明,超晶格结构的拉曼散射测量是测定晶体声子色散曲线的有效的实验方法.     

短周期(AlAs)_n/(GaAs)_n(n≤10)超晶格表面、界面和体内的电子结构

在紧束缚近似下,本文首次采用Recursion方法,对(AlAs)_n/(GaAs)_n(n≤10)短周期超晶格的表面、界面和体内电子结构进行了详细计算.给出了它的总态密度(TDOS)、局部态密度(LDOS)和分波态密度(PDOS).由此证明了界面的影响,并得到了Al,Ga和As原子的原子价.超晶格有序势使(AIAs)_n/(GaAs)_n的直接带隙变窄,这表明了它与无序合金Al_xGa_(1-x)As之间物理性质的差别.同时直接证实了(001)表面原子的成键方式将引起退杂化SP_2+P_γ-P_y发生.本文结论优于已有的理论报道,并与最近的实验数据符合很好.     

用静压光致发光研究GaAs/AlAs超短周期超晶格导带最低能级的特性

在77 K下,0—30 kbar 静压范围内研究了 GaAs/AlAs超短周期超晶格的静压光致发光.测得(GaAs)_1/(AlAs)_1的光致发光峰的压力系数为-1.35 meV/kbar。表明它的导带最低能级具有体材料X谷的特性而不是大多数理论计算所预计的L谷特性.测得(GaAs)_2/(AlAs)_1的光致发光峰的压力系数是8.69meV/kbar.表明它是 GaAs/AlAs超晶格中周期最短的Ⅰ类超晶格.     

半导体超晶格中光学声子的喇曼散射研究

报道了在室温和非共振条件下,(GaAs)_n(AlAs)_n超晶格结构的喇曼散射测量结果。在适当的散射配置下,观察到分别限制在GaAs和AlAs层中的LO和TO声子模。根据线性链模型,把喇曼散射测量到的光学声子限制模的频率按q=2πm/[α_0(n+1)]展开所得到的光学声子色散曲线,与体材料GaAs和AlAs的光学声子色散曲线符合良好。     

In_xGa_(1-x)As/GaAs应变超晶格的电子结构

用有效质量理论研究了[001]和[111]方向生长的In_xGa_(1-x)As/GaAs应变超晶格的电子结构.具体计算了价带能级的色散曲线和光吸收曲线.沿[001]方向生长的光吸收曲线与实验进行了比较.内应变使重轻空穴能级发生上升和下降.由于压电效应,[111]方向生长的超晶格应变层内存在很强的内电场(1.5×10~5V/cm),而对[001]方向生长的应变超晶格不产生内电场.     

可调能隙的光电器件结构——(AlAs)_ (n_l)/(GaAs)_(m_l)渐变周期超晶格

本文提出了一种具有渐变周期的(AlAs)_(nl)/(GaAs)_(ml)(1=1,2,…)超晶格,并采用递归方法计算了这种渐变周期超晶格的电子结构.其特点是带隙E_g在空间随(n_(?),m_(?))渐变.例如,对(AlAs)_4/(GaAs)_4(AlAs)_4、/(GaAs)_5/(AlAs)_4/(GaAs)_6/(AlAs)_4/(GaAs)_7结构,带隙由短周期一端的1.93eV变到长周期一端的1.78eV.同时导、价带边得到不同的调制,因而提高了电子与空穴电离率比值,有可能应用到作光电探测材料.     

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。     

MBE In_xGa_(1-x)As/GaAs(001)系统晶格失配的研究

本文利用X射线双晶衍射和电子探针显微分析方法,研究了MBE In_xGa_(1-x)As/GaAs(001)系统的晶格失配与In含量x值的关系.在外延层厚度t_(?)～2μm的情况下,获得范性应变临界组份x_c=0.114.当xx_c时,外延层出现范性形变.     

MOVPE生长GaAs／AlxGA1—xAs超晶格及其TEM表征

报道用金属有机汽相外延技术(MOVPE)生长GaAs/Al_xGa_(1-x)As超晶格结构材料及其光电器件应用,用横断面透射电子显微术(XTEM)表征外延层结构.在自电光效应光学双稳态器件(SEED)中,超晶格层-层之间界面清晰,厚度均匀,周期性完整.对某些用超晶格作缓冲层的高电子迁移率晶体管(HEMT)结构,观察到超晶格对生长面的平滑作用及间断生长造成的界面等.     

MBE GaAs/AlAs一维超晶格结构参数的X射线双晶衍射测量

用X射线双晶衍射法测定了MBE GaAs/AlAs一维超晶格的衍射迥摆曲线.除超晶格的主衍射峰外,还观察到一级和二级卫星峰.由这些衍射峰之间的角距离△θ,计算出超晶格的周期宽度D,进而确定AlAs层厚L_B和GaAs层厚L2.