SiC衬底上SiCGe外延薄膜的结构

用热壁CVD法在6H-SiC衬底上生长了SiCGe三元合金,样品生长呈现出显著的岛状特征.利用SEM,TEM,EDS和PL等分析手段对薄膜进行了特性研究.发现样品包含两种特征相,由随机分布的球形岛和岛周围较平坦的背景区域组成.EDS结果表明两相组分不同:球形岛为高Ge区,组分比大于30%;背景区域Ge含量则低于1%.两种相的生长速率也不相同,在生长时间相同的情况下,背景区较薄,且满布三角形堆垛层错.样品的PL峰位于2.2和2.7eV处.分析认为,这两个峰分别来自球形岛和背景区域的带间辐射复合.     

DCXRD分析Ge/Si(001)多层纳米岛材料

结合透射电镜与原子力显微镜实验,用双晶X射线衍射方法分析了Ge/Si多层纳米岛材料.衍射的卫星峰可以被分解为两个洛仑兹峰,它们分别源于材料的浸润层区和纳米岛区.利用透射电镜得到Si和SiGe层的厚度比,估算出浸润层区与岛区的Ge组分分别为0.51和0.67.这是一种简单估算Ge/Si多层纳米岛材料中Ge组分的方法.     

DCXRD分析Ge/Si(001)多层纳米岛材料

结合透射电镜与原子力显微镜实验,用双晶X射线衍射方法分析了Ge/Si多层纳米岛材料.衍射的卫星峰可以被分解为两个洛仑兹峰,它们分别源于材料的浸润层区和纳米岛区.利用透射电镜得到Si和SiGe层的厚度比,估算出浸润层区与岛区的Ge组分分别为0.51和0.67.这是一种简单估算Ge/Si多层纳米岛材料中Ge组分的方法.     

磁控溅射Ge/Si多层膜的发光特性研究

采用磁控溅射技术,在Si(100)衬底上制备了一系列不同周期、不同Ge层厚度的Ge/Si多层膜样品.用室温光致发光(PL)、Raman散射和AFM图谱对样品进行表征.结果表明:Ge/Si多层膜中的PL发光峰主要来自于Ge晶粒,并且Ge晶粒生长的均匀性对PL发光影响较大,生长均匀的Ge晶粒中量子限域效应明显,随着晶粒的减小,PL发光主峰发生蓝移;在Ge晶粒均匀性较差时,PL发光峰强度较弱,量子限域效应不明显.     

Ge/Si(100)量子点生长与形态分布的研究

利用超高真空化学气相淀积系统,通过控制淀积量、温度、流量等生长参数,在n型Si(100)衬底上自组装生长了一系列Ge量子点样品,用原子力显微镜进行了表征与分析.系统地研究了生长参数对Ge岛形态分布的影响并分析了有序、高密度Ge岛的生长机理.结果表明,从二维向三维岛跃迁后,最初形成的高宽比(高度与底宽的比值)在0.04～0.06之间的小岛是一种在低温下可以与圆顶岛共存的稳定岛,两种岛的分布随淀积参数的变化而变化.在高温下小岛几乎消失,流量的变化对小岛的密度影响较小.实验中获得小岛的密度最高为2.6×1010cm-2,圆顶岛的密度最高为4.2×109cm-2.     

Si(001)斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长

研究了Si(001)面偏[110]方向6°斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长.实验结果表明,在Si(001)6°斜切衬底上固相外延生长Ge量子点的最佳退火温度为640℃,在斜切衬底上成岛生长的临界厚度低于在Si(001)衬底成岛生长的临界厚度,6°斜切衬底上淀积0.7nm Ge即可成岛,少于Si(001)衬底片上Ge成岛所需的淀积量.从Ge量子点的密度随固相外延温度的变化曲线,得到Ge量子点的激活能为1.9eV,远高于Si(111)面上固相外延Ge量子点的激活能0.3eV.实验亦发现,在Si(001)斜切衬底上固相外延生长的Ge量子点较Si(001)衬底上形成的量子点的热稳定性要好.     

Si(001)斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长

研究了Si(001)面偏[110]方向6°斜切衬底上Ge量子点的固相外延生长.实验结果表明,在Si(001)6°斜切衬底上固相外延生长Ge量子点的最佳退火温度为640℃,在斜切衬底上成岛生长的临界厚度低于在Si(001)衬底成岛生长的临界厚度,6°斜切衬底上淀积0.7nm Ge即可成岛,少于Si(001)衬底片上Ge成岛所需的淀积量.从Ge量子点的密度随固相外延温度的变化曲线,得到Ge量子点的激活能为1.9eV,远高于Si(111)面上固相外延Ge量子点的激活能0.3eV.实验亦发现,在Si(001)斜切衬底上固相外延生长的Ge量子点较Si(001)衬底上形成的量子点的热稳定性要好.     

多孔硅上生长Ge量子点的光学特性

采用量子尺寸的多孔硅作为衬底,利用区域优先成核在多孔硅表面上成功地生长了Ge量子点.由于量子限制效应锗的PL谱发生了明显的蓝移,计算表明在傅里叶红外光谱中观察到的中红外(5-6μm)吸收峰是源于量子点中的亚能带跃迁(两个重空穴能级之间的跃迁),这为Ge量子点红外光探测器的应用提供了理论基础.     

"神舟3号"上生长Cd1-xZnxTe晶片Zn组分分布的显微荧光研究

用显微荧光(μ-PL)方法对在我国"神舟3号"上空间生长的CdznTe晶片中zn组分分布的研究.对晶片的单晶"壳"区及未完全熔化的"芯"区中的小结晶区域进行了逐点PL测量.对测得每一点的PL谱进行了拟合,得到测量点的禁带宽度参数Eg,其分布对应于CdznTe中zn的组分分布.测量结果给出了空间生长晶片zn组分布的变化趋势和统计规律.作为比较,测量并分析了一块采用相同方法在地面生长的CdznTe晶片.     

长波长锗硅光电探测器的材料生长研究

介绍了应变SiGe层的特性,包括SiGe应变层临界厚度与Ge组分的关系,能带变窄,折射率增加以及应变SiGe层的亚稳态特性.然后从材料生长方面入手,提出了4种改善长波长锗硅光电探测器性能的方案,包括采用生长缓冲层来减小位错的方法、生长高组分表面起伏多量子阱的方法和生长Ge岛超晶格的方法,随之给出了相关的实验结果,并对这4种方案进行了分析.最后对上述内容进行小结,并对Ge量子点共振腔增强型光电探测器的应用前景进行了探讨与展望.