单晶体亚稳定型合金(GaAs)_(1-x)(Ge_2)_x的喇曼散射谱

本文报告激光激发喇曼散射研究(GaAs)_(1-x)(Ge_2)_x的实验方法和实验结果。实验中采用的样品是在450～550℃衬底温度条件下,使用超高真空离子束溅射沉积方法获得的(GaAs)_(1-x)(Ge_2)_x单晶体亚稳定型合金,0≤x≤1。衬底材料为[100]方向GaAs。本实验中使用可见光(波长5145(?))氩离子激光束,沿布鲁斯特角方向入射,经过样品     

亚稳定型合金(GaAs)_(1-x)(Ge_2)_x带间跃迁能量E_1的椭圆偏振谱研究

用自动椭圆偏振谱方法研究亚稳定型合金(GaAs)_(1-x)(Ge_2)_x带间跃迁能量E_1的曲线特征,得到E_1的线性特征与E_0完全一样,呈现非抛物线特征。我们认为这是由于Ge与Ga和As原子相互作用造成Ge电荷分布的变化引起的,这一结论对闪锌矿结构和金刚石结构都是正确的。     

超晶格GaAs/(GaAl)As(100)和GaAs/Ge(100)的电子结构

本文采用经验紧束缚方法,计算了第一类半导体超晶格(GaAs)_(nl)/(Ga_xAl_(1-x)As)_(n2)(100)和(GaAs_n/(Ge)_n(100)的电子结构。对于GaAs/(GaAl)As,得到了能带边随层数(n_1,n_2)变化的关系及带边电子态的空间分布,并得出能隙随n和组分x的变化(n_1=n_2=n≤10),结果与现有实验值和其它理论计算基本相符;对于GaAs/Ge,计算了GaAs和Ge等厚时,间接能隙随层数的变化,考察了(GaAs)_5/(Ge)_5(100)的能带结构。在两种超晶格中,本文都报道了界面态的存在,讨论了超晶格的准二维性质。     

(GaAs)_(1-x)Ge_(2x)半导体合金材料的电子结构及其基态性质

本文根据闪锌矿-金刚石结构的有序-无序相变模型,引入序参量M,在改进的虚晶格近似下,利用从第一性原理出发的自治LMTO-ASA方法,研究了(GaAs)_(1-x)Ge_(2x)半导体合金的电子结构和基态性质.计算结果与现有的非自治计算结果和实验结果进行了比较.计算表明,合金材料中轻、重空穴有效质量依赖于合金的有序度.计算也表明合金材料的晶格常数和体弹性模量将随组份x变化而呈现类似“V”形变化.这都说明,在有序和无序的组份区域,合金性质随组份的变化规律是不同的,应分区描述.     

超晶格(Ge_2)_1/(GaAs)_m(110)(m=1-20)的电子能带结构研究

在紧束缚的框架下,利用重整化方法计算了超晶格(Ge_2)_1/(GaAs)_m(110)(m=1-20)的电子能带结构。计算结果表明,对不同m的超晶格(Ge_2)_1/(GaAs)_m(110) 都具有间接能隙结构,而且间接导带底的电子状态具有明显的二维特性。单层超晶格(Ge_2)_1/(GaAs)_1(110)具有非常小的间接和直接禁带宽度。当GaAs层的层数m逐渐增加时,导带的电子状态逐渐由三维特性向二维特性过渡,但是这一过渡对布里渊区内的各点,情况都各不相同。超晶格导带底的横向色散关系当m≥10以后,基本上不再随m的增加而改变。     

(Al_xGa_(1-x)As)_m/(GaAs)_m(001)超晶格的能带结构与合金组分x间的关系

采用紧束缚的重整化方法研究了(Al_xGa_(1-x)As)_m/(GaAs)_m(001)超晶格的电子能带结构与合金组分x及层厚间的变化关系。给出了临界组分x_o与层厚m间的变化关系图。并以二次函数形式给出了直接能隙和间接能隙与合金组分x间的变化关系。最后,也用Kronig—Penney模型对超晶格的电子能带结构进行了计算,并与紧束缚的计算结果进行了比较。     

三组三元合金异质结的价带带阶

采用基于LMTO－ASA的平均键能计算方法和原子集团展开方法，研究了三组典型的晶格匹配三元合金异质结（GaAs）x（Ge2）1-x／GaAs，（AlAs）x（Ge2）1-x／GaAs和AlxGa1-xAs／GaAs的价带带阶△Ev（x）值。研究表明：AlxGa1-xAs／GaAs异质结的Mv（x）值随合金组分x的变化接近于线性；（GaAs）x（Ge2）1-x／GaAs和（AlAs）x（Ge2）1-x／GaAs的△Ev（x）值随合金组分x的变化是非线性的。△Ev（x）的理论计算值与实验结果相当符合。     

在GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs超晶格中的浅杂质态

本文用变分法计算了由大量等厚交替层组成的真实GaAs-Ga(1-x)Al_xAs超晶格中浅杂质的基态束缚能.计算中考虑了由于GaAs和Ga_(1-x)Al_xAs层不同有效质量和介电常数以及GaAs导带非抛物性的影响.束缚能作为层厚的函数只有一个峰,与Chandhuri的预料一致.对于极薄的超晶格,束缚能趋于一稳定值.还计算了三量子阱情形的相应量并与Chaudhuri的结果作了比较,结果表明,对x=0.4的情形,束缚能主峰值的修正超过16％.     

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.     

高铝含量AlxGa1—xAs／GaAs太阳电池的多片液相外延生长

介绍了高铝含量和 Mg 掺杂的 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs 太阳电池的多片液相外延(LPE)生长技术,分析了 Ga_(1-x)Al_xAs 生长熔体中 GaAs 的熔解度,载流子浓度与 Mg 含量及 x 值与铝组分的关系。用多片石墨舟液相外延生长的、具有高铝含量(x=0.9)的 Ga_(1-x)Al_xAs/GaAs 太阳电池,最高转换效率达17.7%。     

Hg_(1-x)Cd_xTe的红外光吸收

在温度为80至300K的范围内,测定了组分x值在“0.205≤x≤0.220”范围的Hg_(1-x)Cd_xTe接近其基本吸收限的光吸收。由干涉图形得到Hg_(1-x)Cd_xTe折射率的色散。实验发现,在“20≤α≤1000cm~(-1)”范围,吸收系数曲线尾部遵从修正的Urbach定律,并可表示为α=α_(?)exp[σ(E-E_(0))/(T T_(?))],参数α_(?)和E_(?)随x有规律地变化。可从上式得到吸收系数和作为x与T的函数的禁带宽度的温度系数。本文提供的实例表明:可把这些参数外推以计算上述组分范围以外的吸收。     

MBE[(AI_xGa_(1-x)As)_l(GaAs)_m_n/GaAs(001)超晶格结构参数的X射线双晶衍射测量研究

本文根据超晶格结构的台阶模型,利用X射线衍射的运动学模型,导出了超晶格的X射线衍射峰的相对光强比.利用X射线双晶衍射方法测定了MBE[(Al_xGa_(1-x)As)_1(GaAs)_m]./GaAs(001)一维超晶格的衍射迴摆曲线,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和相对光强比,计算出了超晶格的结构参数,其中包括周期D、垒宽L_B、量子阱宽度L_Z和Al含量x值.     

稀土激活石榴石材料Y_(3-x)Gd_xM_2 GaGe_2O_(12)(M=Mg,Zn)的阴极射线发光和光致发光

1.引言稀土激活的石榴石可作为发光材料并用于激光技术领域。在稀土激活的石榴石中,基质晶格的缺陷中心与激活剂离子之间的能量传递可以导致激活剂发光的增强(例如Y_3Al_5O_(12)∶Ce~(3+),Cd_(3-x)CaGa_2Ge_3O_(12)∶Tb~(3+),Cd_(3-x)Al_2Ge_3O_(12)∶Tb~(3+))。本项工作着重研究了新型石榴石材科Y_3M_2GaGe_2O_(12)(M=Mg,Zn)中缺陷中心和激活剂之间的能量传递以及Gd替代Y_(3-x)Gd_xM_2GaGe_2O_(12)石榴石发光。根据阴极射线发光     

MBE[(AI_xGa_(1-x)As)_l(GaAs)_m]_n/GaAs(001)超晶格结构参数的X射线双晶衍射测量研究

本文根据超晶格结构的台阶模型,利用X射线衍射的运动学模型,导出了超晶格的X射线衍射峰的相对光强比.利用X射线双晶衍射方法测定了MBE[(Al_xGa_(1-x)As)_1(GaAs)_m]./GaAs(001)一维超晶格的衍射迴摆曲线,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和相对光强比,计算出了超晶格的结构参数,其中包括周期D、垒宽L_B、量子阱宽度L_Z和Al含量x值.     

Ge_xSi_1-x/Si异质结构的近红外吸收光谱测量

测量分析了采用 RRH/VLP—CVD 方法外延生长的 Ge_xSi_(1-x)/Si 异质结构中 Ge_xSi_(1-x)合金薄层的近红外吸收光谱。由谱线计算出 Ge_(0.15)Si_(0.85)与 Ge_(0.45)Si(0.55)合金层的带隙分别为1.02eV 和O.88eV,与相同组分的体合金一致。结果表明用红外吸收光谱测量研究异质结构薄层材料的能带结构及带隙是一种准确、简便的方法。     

应变层超晶格(ZnSe)_(2n)/(ZnS_xSe_(1-x))_(2n)的电子结构

本文用LCAO-Recursion方法研究了应变层超晶格(ZnSe)_(2n)/(ZnS_xSe_(1-x))_(2n)(n=1)的电子结构。计算了两种应变组态(赝晶生长,Free-Standing生长)下超晶格总的态密度,各原子的局域和分波态密度。我们发现:带隙E_g、费米能级E_f和原子价随应变的变化而变化;(ZnSe)_(2n)/(ZnS_xSe_(1-x))_(2n)超晶格中离子键和共价键共存;电子在界面附近发生了转移。     

在GaAs-Ga_(1-x)Al_xAs量子阱结构中的施主束缚能

对由夹在两个半无限Ga_(1-x)Al_xAs块中的单GaAs层中的量子阱中浅施主基态束缚能做了变分计算.施主束缚能是作为GaAs层厚度和杂质位置的函数来计算的.研究了两种成分x=0.1和x=0.4.计算是在真实导带差额所决定的有限势垒情形下进行的. 计算结果与前人结果作了比较.结果表明,对杂质处于阱中心和x=0.4的情形,当阱厚L<50A时,束缚能的修正是显著的.例如峰值修正超过15％.此外,还研究了由于GaAs和Ga_(1-x)Al_xAs具有不同有效质量而对基态束缚能的影响.     

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。     

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.     

超薄层超晶格GaAs/AlAs(001)的电子结构

本文讨论了SU(N.M)的空间对称性和布里渊区经折叠后的特殊性质。使用分区变分法计算了超薄层超晶格(GaAs)_n/(AlAs)_n(n=1,2,3)的能带,运用四个势场调整参数所算出的能带和实验结果基本相符。结果表明,(GaAs)_1—(AlAs)_1为间接能隙半导体,禁带宽度为1.87eV,导带底位于Z_x点(1,0,0)(2π/a)。而(GaAs)_n—(AlAs)(n≥2)则为直接能隙半导体,且禁带宽度E_g随着n的增大而减小。并将计算结果和别的理论结果、实验数据作了比较和分析。