用高分辨率电子显微技术研究Ⅲ族氮化物半导体的特性

利用高分辨率电子显微技术研究了等离子体增强分子束外延（ＰＥ－ＭＢＥ）生长的ＧａＮ，Ａｌｎ和ＩｎＮ薄膜的微结构特性。闪匀矿和纤锌矿多晶相分别在（００１）ＧａＡｓ和０００１）６Ｈ－ＳｉＣ衬底上优先成核。沿（１１１）平面的层微孪晶是闪锌矿结构薄膜的主要缺陷，而在纤锌矿结构薄膜中，以沿（０００２）平面的层错和始于衬底表达的线缺陷更为常见。在适宜的缓冲层上生长的薄膜晶体质量有所提高.     

MgSe薄膜的相结构研究

我们采用ＭＯＣＶＤ外延技术首次在ＧａＡｓ（１００）和（１１１）衬底上成功地生长了ＭｇＳｅ单层薄膜．利用Ｘ射线衍射技术观察到了它的ＮａＣｌ结构、纤锌矿结构和闪锌矿结构三种相结构，并首次实验测量出了闪锌矿结构ＭｇＳｅ的晶格常数     

利用CBE技术在Si衬底上生长GaAs薄膜

采用化学束外延（ＣＢＥ）技术，以三乙基镓（ＴＥＧ）和砷烷（ＡｓＨ３）为源，在Ｓｉ（００１）衬底上生长ＧａＡｓ薄膜．利用Ｈａｌｌ效应、卢瑟福背散射（ＲＢＳ）和高分辨率透射电子显微镜（ＨＲＴＥＭ）检测了外延层的质量．结果表明，ＧａＡｓ薄膜具有ｎ型导电性，载流子浓度为１．３×１０１５ｃｍ－３，其杂质估计是Ｓｉ，它来自衬底的自扩散．外延层的质量随着膜厚的增加而得到明显的改善．在ＧａＡｓ／Ｓｉ界面及其附近，存在高密度的结构缺陷，包括失配位错、堆垛层错和孪晶．这些缺陷完全缓解了ＧａＡｓ外延层和Ｓｉ衬底之间因晶格失配引     

(001)GaAs衬底上异质外延的立方GaN薄膜与界面

用电子回旋共振微波等离子体辅助金属有机化学气相沉积（ＥＣＲ－ＰＡＭＯＣＶＤ）法，在低温条件下，在（００１）ＧａＡｓ衬底上异质外延，生长了立方晶ＧａＮ薄膜．高分辩电镜（ＨＲＥＭ）观测与Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）测量结果表明：ＧａＮ薄膜具有典型的闪锌矿结构；三种方法测得其晶格常数为０．４５１～０．４５７ｎｍ；在ＧａＮ／ＧａＡｓ界面处的生长模式为异质外延；ＧａＮ薄膜中的位错主要为堆垛层错与刃形位错；随着远离界面，ＧａＮ中位错密度与镶嵌组织迅速减少．     

在GaSb衬底上生长c-GaN的初步研究

ＡＥＳ、ＸＰＳ分析和ＸＲＤ谱结果证明：采用低能双离子束淀积（ＩＢＤ）技术，在ＧａＳｂ（００１）衬底上共淀积生长了闪锌矿结构ｃ－ＧａＮ．Ｘ光Φ扫描显示，生长薄膜与衬底晶向匹配关系是ｃ－ＧａＮ［１１０］／／ＧａＳｂ［１００］．由此可以得到：它们的晶格失配度为４．６６％，ＧａＳｂ是已采用生长ｃ－ＧａＮ衬底材料中较好的一种．     

MOCVD生长MgS薄膜

我们首次采用ＭＯＣＶＤ外延技术在ＧａＡｓ（１００）衬底上生长了ＭｇＳ薄膜，获得了具有ＮａＣｌ结构的ＭｇＳ单晶膜，并测量了纤锌矿结构ＭｇＳ的晶格常数．     

分子束外延GaN/GaAs立方相异质结构的电子显微分析

运用透射电子显微镜分析了分子束外延的立方相ＧａＮ／ＧａＡｓ异质微观结构．在ＧａＮ外延层中,观察到大量的、不对称的｛１１１｝面缺陷（层错和微孪晶）,以及失配位错在该大失配界面上的非优化排列,并对面缺陷的生成机理进行了讨论     

汽压控制直拉法生长Ⅲ－Ⅴ族材料的生长与特性──与标准液封直拉法材料的比较

利用汽压控制直拉（ＶＣＺ）法，成功地生长了ＩｎＰ和ＧａＡｓ单晶，其位错密度十分低，比液封直拉法生长的单晶要小一个数量级。ＶＰＥＧａＡｓ衬底的剩余应力是ＬＥＣ衬底的１／４。当分子束外延生长时，产生的滑移位错在ＶＣＺ衬底上得到明显改善。在Ｓ掺杂的ＶＰＲＩｎＰ晶体上没有滑移位错。在这种衬底上生长的ＶＰＥＩｎＧａＡｓ外延层显示出几乎没有传播位错，而且漏电流极小。     

三角形点结构的MBE生长及其量子阱限制能量的横向变化

本文首次报道了在腐蚀图形的（３１１）Ａ衬底上，一种新型三角形点结构的ＭＢＥ生长及其量子阱限制能量的横向变化研究．原子力显微镜三维图象清晰地显示出在原腐蚀凹面图形之间的平面区域，ＭＢＥ选择性生长形成了均匀的三角形收缩结构，其尖角沿［２３３］方向，收缩面由对称的｛１１１｝Ａ面构成．低温阴极荧光谱和图象测试研究结果表明：这种点状外延结构存在三个分离的荧光发射区域，分别对应于三个不同的激发光波长．说明这种点结构中量子阱层厚度的变化引入了量子阱限制能量的横向变化．低温微区光致发光谱测试得到高度可分辨的三个发光峰     

MOCVD生长GaN的喇曼散射谱

对在ＧａＡｓ（００１）、Ａｌ２Ｏ３（０００１）和Ｓｉ（１１１）等衬底上ＭＯＣＶＤ技术生长的ＧａＮ薄膜进行了背散射几何配置下的喇曼散射测试分析和比较，观察到了α相ＧａＮ的Ａ１（ＬＯ）模、Ａ１（ＴＯ）模、Ｅ１（ＬＯ）模和Ｅ２模．结合Ｘ射线衍射谱，分析了因不同生长工艺导致ＧａＮ／ＧａＡｓ样品的不同结构相的喇曼谱的差异，发现ＧａＮ的喇曼谱与ＧａＮ外延层的结构相、完整性及工艺条件有关，可利用其作为检测ＧａＮ外延层结构特性的一种有用手段．对含有少量β相ＧａＮ样品，观测到了包含有β相ＧａＮ贡献的声子模式（７４０ｃｍ－１）．     

GaAs上热壁外延Cd_（0．96）Zn_（0．04）Te薄膜

国内首次报道用热壁外延（ＨＷＥ）技术在（１００）ＧａＡｓ衬底上生长出Ｃｄ＿（０．９６）Ｚｎ＿（０．０４）Ｔｅ（１１１）薄膜。结果表明，薄膜在１５～２０μｍ厚时Ｘ射线双晶衍射回摆曲线半高宽在１００弧秒以下，其位错腐蚀坑密度等于甚至小于１０￣３ｃｍ￣（－２）薄膜组分、层厚均匀，表面光亮如镜，质量达到国际先进水平，优于国内Ｃｄ＿（０．９６）Ｚｎ＿（０．０４）Ｔｅ块晶，是外延生长ＨｇＣｄＴｅ的理想替代式衬底。文章强调了生长前ＧａＡｓ衬底，多晶源预处理的重要性。     

GaAs脊形量子线结构的MBE生长机理研究

本文报道了非平面衬底上分子束外延生长ＧａＡｓ脊形量子线结构的实验研究．已成功地在ＧａＡｓ（００１）刻蚀条形衬底上生长出了由（１１１）面和（１１３）面构成的两种脊形量子线结构．本文讨论了非平面衬底上ＭＢＥ生长脊形结构的形成机制，认为在一定的生长条件下，脊形结构的表面取向是由两个原始交界面上生长速率的相对差异决定的；而生长速率的差异是由表面再构的不同决定的．     

ICB方法生长CdTe单晶薄膜的研究

用ＩＣＢ外延技术在ＮａＣｌ（１００）和Ｓｉ（１１１）衬底上生长了ＣｄＴｅ单晶薄膜．Ｘ光衍射、电子背散射通道及ＲＨＥＥＤ都表明获得了良好的单晶结构及平滑膜面．外延取向关系为ＣｄＴｅ（１００）／ＮａＣｌ（１００）和ＣｄＴｅ（１１１）／Ｓｉ（１１１）．实验发现，生长温度小于２３０℃时，外延膜呈闪锌矿（立方）和钎锌矿（六方）的混合相结构．薄膜生长体现出团粒束淀积的规律，即随着团粒能量的增大，ＣｄＴｅ外延膜的结晶质量显著提高．在Ｓｉ衬底上，外延得到的最好的ＣｄＴｅ膜，其双晶衍射摆动曲线半高宽为１１弧分左右．     

汽压控制直拉法生长Ⅲ—Ⅴ族材料的生长与特性—与标准液封直拉法材…

利用汽压控制直拉法，成功地生长了ＩｎＰ和ＧａＡｓ单晶，其位错密度十分低，比液封直拉法生长的单晶要小一个数量级。ＶＰＥＧａＡｓ衬底的乘余应力是ＬＥＣ衬底的１／４。当分子束外延生长时，产生的滑移位错在ＶＣＺ衬底上得到明显改善。在Ｓ掺杂的ＶＰＲＩｎＰ晶体上没有滑移位错。在这种衬底上生长的ＶＰＥＩｎＧａＡｓ外延层显示出几乎没有传播位错，而且漏电流极小。     

晶格失配对C／BN异质结价带偏移的影响

本文采用Ｌｏｗｄｉｎ微扰原理改进计算效率的局域密度泛函（ＬＤＦ）线性Ｍｕｆｆｉｎ－ｔｉｎ轨道原子球近似（ＬＭＴＯ－ＡＳＡ）能带从头计算方法，以平均键能Ｅｍ作参考能级，计算了以闪锌矿结构氯化硼为衬底外延生长金刚石（Ｃ／ＢＮ）、以Ｃ０．５（ＢＮ）０．５合金为衬底外延生长金刚石与闪锌矿结构氯化硼（ＣＩＢＮ）、以金刚石为衬底外延生长闪锌矿结构氯化硼（Ｃ＼ＢＮ）和金刚石与氮化硼以平均晶格常数匹配生长（Ｃ－ＢＮ）等四种不同情况下，宽禁带半导体异质结Ｃ／ＢＮ的价带偏移△Ｅｖ值，结果分别为１．５０５、１．４９４、１．３８     

高能（Mev）As￣＋离子注入硅｛113｝缺陷的HREM研究

高能（Ｍｅｖ）Ａｓ￣＋离子注入硅｛１１３｝缺陷的ＨＲＥＭ研究朱健民，李齐，蒋冬梅（南京大学固体微结构物理国家重点实验室，南京　２１０００８）｛１１３｝缺陷是在硅、锗等材料中发生于｛１１３｝面上的一种面缺陷，曾在以下硅（锗）材料中观测到：１）热退火后的...     

电流控制LPE生长In_（1－x）Ga_xAs_yP_（1－Y）

用电流控制液相外延（ＣＣＬＰＥ）方法首次在（１００）ＩｎＰ衬底上成功地生长出Ｉｎ１－ｘＧａｘＡｓｙＰ１－ｙ（０．３０＜ｘ＜０．４７，０．７０＜ｙ＜０．９６）外延层，并对外延层特性进行了详细研究，提出在ＩｎＰ衬底上生长电外延层的机理，推导出生长动力学的理论模型，该模型与上述实验结果十分吻合。     

无GaAs缓冲层MBE生长InSb材料的工艺及其特性

采用无ＧａＡｓ缓冲层，低温＋常规的方法在ＧａＡｓ（１００）衬底上进行了ＩｎＳｂ薄膜的分析束外延（ＭＢＥ）生长，测试了样品的双晶Ｘ射线衍射半峰宽（ＦＷＨＭ），电学霍尔（Ｈａｌｌ）特性及红外透射谱。通过大量的实验发现：不生长０．５μｍＧａＡｓ缓冲层，同样可生长出电学性能及红外透过率都较理想的样品，这可缩短材料的生长周期，降低生产成本，对将来器件的批量制作有一定的意义。     

无GaAs缓冲层MBE生长InSb材料的工艺及其特性

采用无ＧａＡｓ缓冲层，低温＋常规的方法在Ｇ８Ａｓ（１００）衬底上进行了ＩｎＳｂ薄膜的分子束外延（ＭＢＥ）生长，测试了样品的双晶Ｘ射线衍射半峰宽（ＦＷＨＭ），电学霍尔（Ｈａｌｌ）特性及红外透射谱。通过大量的实验发现。不生长０．５μｍＧａＡｓ缓冲层，同样可生长出电学性能及红外透过率都较理想的样品，这可缩短材料的生长周期，降低生产成本，对将来器件的批量制作有一定的意义。     

生长在In_xGa_（1－x）As（001）衬底上应变薄层GaAs的电子能带结构

采用经验的紧束缚方法对生长在ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ（００１）衬底上的应变薄层ＧａＡｓ的电子能带结构进行了计算。应变对能带结构的影响按标度定则进行计算，其中标度指数根据对畸变势常数的实验值进行拟合而确定。给出了ＧａＡｓ／ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ（００１）能带结构随衬底合金组分ｘ的变化关系，讨论了应变对能带色散关系的影响。