碳掺杂In_xGa_(1-x)As的MOMBE生长与特性

本文研究了以TMG、固体In和固体As作为分子束源的碳掺杂In_xGa_(1-x)As(x=0-0.98)的MOMBE生长与特性,发现衬底温度和In分子束强度对样品的生长速率、In组分含量x及载流子浓度具有强烈影响。在x=0-0.8的范围内空穴浓度随x的增大而减小,当x>0.8时导电类型转变为n型。探讨了MOMBE法生长In_xGa_(1-x)As的掺碳机理及其对载流子浓度和导电类型的影响,并用X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)等方法分析了外延层质量。     

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.     

In_x Ga_(1-x)As/GaAs应变材料的生长与测试

利用国产Ⅳ型MBE设备,生长了长周期的In_xGa_(1-x)As/GaAs应变多量子阱结构,并利用x射线双晶衍射、低温光荧光、光吸收谱等多种实验手段来检验材料的质量。实验结果表明,材料具有优良的结构完整性。     

优质Al_xGa_(1-x)As/GaAs(x≤0.6)SAM—APD超晶格结构的MBE生长

本文描述了采用Varian GenⅡMBE系统,和VA-175型砷裂解炉,以及5个“9”的铍作p型掺杂剂,严格仔细地控制外延生长过程,成功地制备了优质的Al_xGa_(1-x)As/GaAs(x≤0.6)SAM-APD超晶格结构外延材料。倍增层p-Al_(0.6)Ga_(0.4)As的载流子浓度低达2.3×10~(14)cm~(-3)电子与空穴离化率的比值为25.0。此材料用于制作超晶格雪崩光电探测器,器件性能有显著的提高。在初始光电流I_(po)=100nA下,反向偏压为80伏得到的内部雪崩增益为1900,计算分析最大雪崩倍增因子高达6050。     

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。     

用MOMBE法生长碳重掺杂p型GaAs PN结二极管

制备了用 MOMBE 法生长的碳重掺杂 p型 GaAs p—n 结二极管。虽然结上的晶格失配产生了不理想位错,但 I—V 和 C—V特性没有明显地受到 p—GaAs 空穴浓度的影响,即使用空穴浓度高达5×10~(20)cm~(-3)的掺碳 GaAs 材料也同样得到了理想系数为1.3的良好的 I—V 特性。用 EBIC 和光谱     

Al_xGa_(1-x)As/GaAs调制掺杂结构的生长研究

用分子束外延生长Al_xGa_(1-x)As/GaAs调制掺杂结构。范德堡法、光荧光谱和电化学C—V等方法测量了电学和光学特性。连续波电光检测证明材料有较好的均匀性。用该结构材料制作的HEMT器件在12GHz下,噪声系数0.76dB,相关增益6.5dB。     

In_xGa_(1-x)As/InP应变量子阱中激子跃迁能量随In组分的变化

本文研究了ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＩｎＰ应变多量子阱中激子跃迁能量随Ｉｎ组分的变化．用国产ＧＳＭＢＥ设备生长了五个样品，这五个样品的阱宽均为５ｎｍ，垒宽均为２０ｎｍ，唯一的不同之处是阱层中的Ｉｎ组分不同，Ｉｎ组分从０．３９变化到０．６８．用Ｘ射线双晶衍射及计算机模拟确定出了各样品阱层中实际Ｉｎ组分．用光致发光谱（ＰＬ）、吸收谱（ＡＳ）、光伏谱（ＰＶ）确定出了样品中的激子跃迁能量．对量子阱中的激子跃迁能量随Ｉｎ组分的变化进行了理论计算．结果表明：对给定阱宽的量子阱，随着Ｉｎ组分的增大，量子阱中１１Ｈ和１１Ｌ激     

电场下超晶格GaAs/Ga_(1-x)Al_xAs[111]的电子结构

用有效质量理论研究了GaAs/Ga_(1-x) Al_xAs[111]超晶格在外加电场下的电子结构.具体计算了超晶格的子能带色散关系曲线,子能级随外加电场的变化,并且计算了k_u=0的光跃迁矩阵元平方随电场的变化.与零电场情况相比,发现在k_u≠0处子能带的二重简并解除.随电场的增大,△n=0的跃迁减小,而△n≠0的跃迁增大.考虑单轴压力效应后,轻空穴和重空穴的能级位置发生下降和上升.     

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.     

50周期的In_(0.3)Ga_(0.7)As/GaAs应变超晶格的生长

在本文，我们用一个低组分的InxGa(1-x)As缓冲层（x～0．01），有效地限制了50周期的In0.3Ga0．7As／GaAs应变超晶格本身弛豫所产生的位错，X射线双晶衍射测量结果表明使用这样缓冲层的超晶格质量明显改善，可以观察到12级卫星峰，而在没有这个缓冲层的样品上只能观察到3个衍射卫星峰．透射电子显微镜上观察到产生的位错被限制在这个缓冲层中或弯曲进入了衬底而没有进入所需要的外延层。     

(110)GaAs衬底上VPE生长In_xGa_(1-x)As层的晶格失配

用X射线回摆曲线图,研究了在(110)GaAs衬底上,汽相外延(VPE)生长In_xGa_(1-x)As层的晶格失配和晶面倾斜,计算的失配应变在10~(-3)数量级,其弹性应力在10~9达因/厘米~2数量级。由此,还可以很容易确定其组分X值,本实验样品的X值为3—8％左右。     

Al_xGa_(1-x)As/GaAs调制掺杂结构的MBE优化工艺生长

通过对MBE工艺中影响GaAs和AlGaAs材料质量的生长关键工艺实验研究,优化了MBE生长AlxGa1-xAs/GaAs调制掺杂结构工艺。用GEN-ⅡMBE设备生长AlxGa1-xAs/GaAs调制掺杂结构材料,得到了高质量的AlxGa1-xAs/GaAs调制掺杂结构材料。用范德堡法研究材料特性,得到材料参数的典型值:二维电子气浓度在室温时为5.6×1011cm-2,电子迁移率为6000cm2/V·s;在77K低温时浓度达3.5×1011cm-2,电子迁移率为1.43×105cm2/V·s。用C-V法测量其浓度分布表明,分布曲线较陡。典型的器件应用结果为:单管室温直流跨导达280mS/mm,在12GHz时均有8dB以上的增益。     

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。     

分子束外延生长p型ZnTe:Sb-ZnSe应变层超晶格材料

我们以掺Fe的高阻InP作衬底材料,在国产MBE-Ⅲ型设备上,采用调制掺杂技术,成功地生长出了p型ZnTe:Sb-ZnSe应变层超晶格材料。室温霍耳效应测量表明:载流子浓度为10~(14)/cm~3量级,迁移率为250cm~2/V·s。俄歇谱分析清楚表明,仅在ZnTe层中Sb原子存在,且界面比较分明,调制掺杂已获初步成功。     

In_xGa_(1-x)As/GaAs应变单量子阱结构的静压光致发光研究

在室温和液氮温度下,0-60kbar范围内对In_xGa(1-x)As/GaAs应变单量子阱结构进行了静压光致发光研究.在室温下,量子阱中发光峰随压力的变化是亚线性的,而在液氮温度下是线性的.阱中发光峰的压力系数比GaAs势垒的小约10％左右.发现对应于导带第二子带的发光峰的压力系数略大于第一子带的.此结果与GaAs/Al_xGa_(1-x)As量子阱的情况正好相反.     

MOCVD生长碳掺杂GaAs/AlGaAs大功率半导体激光器

利用低压金属有机金属化合物气相沉积方法,以液态ＣＣｌ,为掺杂源生长了高质量Ｃ掺杂ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ材料,并对生长机理、材料特性以及Ｃ掺杂对大功率半导体激光器的影响进行了分析。在材料研究的基础上生长了以Ｃ为Ｐ型掺杂剂的ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ应变量子阱半导体激光器结构,置备了高性能９８０ｎｍ大功率半导体激光器。