0.3K下的GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结中的分数量子霍耳效应

本文从实验上比较了低浓度 GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结样品在4.2K、1.3K和0.34K 温度下的整数量子霍耳效应,报道了填充因子v=2/3的分数量子霍耳效应的实验观察结果.讨论了低浓度GaAs/Al_xGa_(1-x)As样品中宏观不均匀性对实验结果的影响.     

Al_xGa_(1-x)As的俄歇电子谱定量分析

用手册提供的元素相对灵敏度因子,将基体效应修正和离子溅射效应的修正用于Al_xGa_(1-x)As的俄歇电子谱(AES)定量分析获得了比较满意的结果.在这种方法中避免了采用As为内标的内标法时测量元素相对灵敏度因子方面的不足.文中就文献给出的相对灵敏度因子及其离子溅射修正因子之间的差别进行了讨论.     

用MBE法生长GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结的半绝缘Al_xGa_(1-x)As缓冲层

用分子束外延法生长了以半绝缘Al_xGa_(1-x)As为缓冲层的GaAs外延层,这种缓冲层具有很高的击穿电压。研究了击穿电压与生长条件和Al_xGa_(1-x)As缓冲层组份之间的关系。当Ⅴ族与Ⅲ族元素束流强度比增加时,以Al_(0.4)Ga_(0.6)As层作缓冲层的击穿电压比以GaAs层作缓冲层的击穿电压要高得多,而且在Al_(0.4)Ga_(0.6)As上生长的GaAs有源层具有很高的质量。     

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。     

Investigation on resonant tunneling in GaAs/AlxGa1-xAs DBD using tunneling spectroscopy

 Experimental investigation on resonant tunneling in various GaAs/Al_xGa_(1-x)As double barrier single well structures has been performed by using tunneling spectroscopy at different temperatures.The results show that in addition to resonant tunneling via GaAs well state confined by Al_xGa_(1-x)As Γ-point barrier there exists resonant tunneling via GaAs well state confined by Al_xGa_(1-x)As X-point barrier for both indirect(x>0.4)and direct(x<0.4)cases.     

INVESTIGATION ON RESONANT TUNNELING IN GaAs/Al_xGa_(1-x)As DBD USING TUNNELING SPECTROSCOPY

Experimental investigation on resonant tunneling in various GaAs/Al_xGa_(1-x)Asdouble barrier single well structures has been performed by using tunneling spectroscopy atdifferent temperatures.The results show that in addition to resonant tunneling via GaAs wellstate confined by Al_xGa_(1-x)As Γ-point barrier there exists resonant tunneling via GaAs well stateconfined by Al_xGa_(1-x)As X-point barrier for both indirect(x>0.4)and direct(x<0.4)cases.     

多层异质结构GaAs／AlxGa1—xAs的TEM和AES的研究

GaAs/Al_xGa_(1-x)As多层异质结构材料是微波器件、负电子束和如热光电发射体和及其器件、激光器件等新型光电子器件、光电子集成和集成线路的新型半导体材料。对GaAs/Al_xGa_(1-x)As多层异质结构材料的研究,使我们获得了这种高性能新型材料缺陷、界面和横截面的显微结构的信息。在我们的研究中,应用了TEM·AES和SIMS。从TEM的照片之一可见GaAs/Al_xGa_(1-x)As层间界面清晰(图1)。有的也存在缺陷。从AES·SIMS和EM的EDS曲线(图2)显示了这种材料表面,界面的成分分布。TEM照片和AES剖面深度曲线显示了界面的有关特性。从而可以由以上数据和信息来评价材料的有关特性,甚至材料的沉积工艺。这为器件对材料的选择和评价提供了科学的、数量化的信息。     

In_xGa_(1-x)As的俄歇电子谱定量分析

采用As元素作为内标对分子束外延生长In_xGa_(1-x)As进行定量俄歇分析。实验测定了元素相对灵敏度因子、基体修正因子和离子溅射修正因子,给出一个定量修正公式。检测结果与电子探针、X射线双晶衍射和手册灵敏度因子法等结果进行了比较。     

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。     

用X射线形貌技术研究GaAs衬底及GaAs—Al_xGa_(1-x)As DH外延片中的缺陷

我们利用透射X射线形貌技术观察了n—GaAs衬底及GaAs—Al_xGa_(1-x)As DH外延片中的晶体缺陷,采用高分辨率形貌技术与金相技术进行了分析,证实普通X射线形貌像中的衬度是由晶体缺陷形成的。根据获得的X射线形貌像,我们对n—GaAs衬底及GaAs—Al_xGa_(1-x)As DH外延片中缺陷水平作出了评价。采用常规的DH液相外延技术及质子轰击条形的器件工艺,将我们研究的衬底制成了激光器。测试结果表明:器件的成品率和质量与我们对衬底中缺陷水平的评价完全对应。     

MBE AI/GaAs界面反应和真空热处理效应

利用分子束外延(MBE)设备生长了AI/GaAs(100)肖特基结.通过C-V和I-V电学特性测量看到,肖特基势垒高度随热处理温度上升而增高(≤450℃).同时利用AES和XPS表面分析技术以及喇曼散射光谱研究界面结构、化学反应以及热处理引起的互扩散.实验结果表明,在富As的MBE GaAs(100)-C(2× 8)表面上淀积Al而形成的界面存在AlAs化合物;在较高的温度(≥450℃)下热处理,加剧了界面中的化学反应,并导致元素的互扩散,从而破坏了理想的突变结,使电学性能变差;还鉴别出由于Al进入GaAs层中置换Ga而形成Al_xGa_(1-x)As固溶体     

HEMT太赫兹探测器的二维电子气特性分析

采用分子束外延技术(MBE)对GaAs/Al_xGa_(1-x)As二维电子气(2DEG)样品进行了制备,样品制备过程中,通过改变Al的组分含量、隔离层厚度、对比体掺杂与δ掺杂两种方式,在300 K条件下对制备的样品进行了霍尔测试,获得了室温迁移率7.205E3cm~2/Vs,载流子浓度为1.787E12/cm~3的GaAs/Al_xGa_(1-x)As二维电子气沟道结构,并采用Mathematica软件分别计算了不同沟道宽度时300 K、77 K温度下GaAs基HEMT结构的太赫兹探测响应率,为HEMT场效应管太赫兹探测器的研究和制备提供了参考依据.     

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.     

用Al_xGa_(1-x)As层作扩Zn掩蔽制作平面条形激光器

一、引言 在普通GaAs-Al_xGa_(1-x)AsDH条形激光器中,平面条形激光器和质子轰击条形激光器是最普遍和性能较好的结构。尤其是平面条形激光器,它不仅工艺简单,而且又不需用庞大的静电加速器。所以,目前平面条形工艺已成为半导体激光器中最基本的工艺而被广泛应用于制作结构较复杂的激光器。 过去我们曾尝试用SiO_2、Si_3N_4等作扩Zn掩蔽制作过平面条形激光器。但是由于掩蔽问题而使这种结构未能被采用。国内除吉林大学报导用Si_3N_4-PSG-SiO_2三层膜作扩Zn掩蔽制成了平面条形激光器外,未见其他单位报导过。然而他们的扩Zn掩蔽工艺太复杂了。虽然文献报导用SiO_2、Si_3N_4等作扩Zn掩蔽比较成熟,但由于它们的热膨胀系数与GaAs的相差很大,所以在扩Zn过程中将产生大的应力,从而引入许多缺陷,影响器件寿命。最近,有人利用Zn在GaAs中的扩散速度比在Al_xGa_(1-x)As中慢而用GaAs作扩Zn掩蔽。但是,GaAs的选择腐蚀不如Al_xGa_(1-x)As容易,特别是由于在Al_xGa_(1-x)As上制作低阻欧姆接触比较困难。所以我们提出了用Al_xGa_(1-x)As层作扩Zn掩蔽的新工艺,它克服了上述缺点,并且非常方便有效。     

调制掺杂Al_xGa_(1-x)As/GaAs异质结持久光电导的光谱响应

本文在77 K下研究了调制掺杂 n-Al_(0.3)Ga_(0.7)As/GaAs异质结持久光电导的光谱响应.结果表明,掺 Cr GaAs衬底中Cr深能级上电子的激发和 Al_xGa_(1-x)As中DX中心的光离化都产生持久光电导.     

GaAs/Al_xGa_(1-x)As调制掺杂材料的高温退火特性

本文对调制掺杂GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结材料进行无包封过砷压下高温退火。与未经退火材料相比较,高温退火会引起调制掺杂材料的电学性质明显退化.基于Hall和I-V特性测量结果,对造成二维电子气(2-DEG)迁移率下降的原因进行了分析和讨论.     

GaAs MBE生长过程中的RHEED强度振荡

本文报道了用RHEED强度振荡方法来测定GaAs,Al_xGa_(1-x)As生长速度及Al组分,并初步讨论了产生RHEED强度振荡的机制及其与生长条件的关系。     

采用半导体量子阱的光电器件

一、何为量子阱把厚度L_Z~*与电子的量子力学的波长(～100(?))相当的GaAs超薄膜嵌入Al_xGa_(1-x)As膜的结构,会产生两者电子亲合力之差,因而电子会落入GaAs膜内[图1(a)],并被封闭起来。此时电子沿膜表面自由运动,而且在与膜表面垂直的方向上,按波动力学往复于两界面之间,形成驻波。     

液相外延生长的GaAs/Al_xGa_(1-x)As异质结构的俄歇电子谱研究

我们采用俄歇电子能谱仪对液相外延生长的GaAs—Al_xGa_(1-x)As异质结构进行了研究。结果表明:在异质结界面处有一过渡层,其组分由异质结的一边向另一边单调地变化,过渡层的厚度依赖于溶液的饱和度。还对外延片表面的沾污情况进行了观测分析。     

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.