应变对PbSe材料晶格振动的影响

在晶格失配的BaF2衬底上用分子束外延技术生长了不同厚度的PbSe单晶薄膜,PbSe外延薄膜的喇曼光谱测量到位于136～143cm-1之间的布里渊区中心纵光学声子(LO)振动,位于83～88cm-1之间的纵光学声子与横光学声子的耦合模(LO-TO)振动,以及位于268～280cm-1之间的2LO声子振动.而且PbSe薄膜的LO声子频率随薄膜厚度的不同明显移动,随着薄膜的厚度减小声子频率线性增大,这是由外延膜与衬底之间的失配应力不同引起的.为了理解PbSe声子振动模喇曼活性的物理原因,还比较分析了PbSe体单晶的喇曼光谱,同样,PbSe体单晶样品也呈现出喇曼活性的散射峰.     

应变对PbSe材料晶格振动的影响

在晶格失配的BaF2衬底上用分子束外延技术生长了不同厚度的PbSe单晶薄膜,PbSe外延薄膜的喇曼光谱测量到:位于136～143cm-1之间的布里渊区中心纵光学声子(LO)振动,位于83～88cm-1之间的纵光学声子与横光学声子的耦合模(LO-TO)振动,以及位于268～280cm-1之间的2LO声子振动.而且PbSe薄膜的LO声子频率随薄膜厚度的不同明显移动,随着薄膜的厚度减小声子频率线性增大,这是由外延膜与衬底之间的失配应力不同引起的.为了理解PbSe声子振动模喇曼活性的物理原因,还比较分析了PbSe体单晶的喇曼光谱,同样,PbSe体单晶样品也呈现出喇曼活性的散射峰.     

n型和p型4H-SiC的二级喇曼谱

给出了n型和p型4H-SiC的二级喇曼谱的实验结果.指认了所观察到的一些光谱结构对应的特定声子支及其在布里渊区中相应的对称点.发现在4H-SiC的二级喇曼谱中存在能量差约为10cm-1的双谱线结构,这一结构与六方相GaN,ZnO和AlN的双谱线结构具有相同的能量差.二级喇曼谱的截止频率对于不同掺杂情况的4H-SiC具有相同的值.它并不等于n型掺杂4H-SiC的A1(LO)声子的倍频,而是等于未掺杂样品的A1(LO)声子的倍频.掺杂类型和杂质浓度对4H-SiC的二级喇曼谱几乎没有影响.     

n型和p型4H-SiC的二级喇曼谱

给出了n型和p型4H-SiC的二级喇曼谱的实验结果.指认了所观察到的一些光谱结构对应的特定声子支及其在布里渊区中相应的对称点.发现在4H-SiC的二级喇曼谱中存在能量差约为10cm-1 的双谱线结构,这一结构与六方相GaN,ZnO和AlN的双谱线结构具有相同的能量差.二级喇曼谱的截止频率对于不同掺杂情况的4H-SiC具有相同的值.它并不等于n型掺杂4H-SiC的A1(LO)声子的倍频,而是等于未掺杂样品的A1(LO)声子的倍频.掺杂类型和杂质浓度对4H-SiC的二级喇曼谱几乎没有影响.     

GaN和p型GaN薄膜中声子模和缺陷模的变温喇曼散射

研究了MOCVD生长的GaN及掺Mg GaN薄膜从78到578K下的喇曼散射谱.在GaN和掺Mg GaN的谱中都观察到一个位于247cm-1的峰,此峰被认为是缺陷诱导的散射峰,而非电子散射和Mg的局域模.同时讨论了两个谱中E2和A1(LO)声子峰的频率和线形.在掺Mg GaN样品中观察到应力松弛现象.     

MOCVD生长的GaN膜的光学性质研究

本文报道（0001）晶向蓝宝石衬底上金属有机化学气相淀积（MOCVD）方法生长的单晶六角GaN薄膜室温光学性质．由光吸收谱和488umAr+激光激发的光调制反射光谱（PR）确定的禁带宽度分别为3．39和3．400eV，从光吸收谱得到了GaN薄膜的折射率随光谱能量的变化关系．对PR谱的调制机理进行的分析，发现信号来自缺陷作用下的表面电场调制．应用喇曼光谱研究了GaN薄膜中的声子模，通过对LO声子-等离激元的耦合模散射峰的研究，得到了材料中的载流子浓度和等离激元阻尼常数．     

掺碳氮化镓的光学性质

利用喇曼光谱和光致发光谱,对采用氢化气相外延淀积方法在MOCVD GaN衬底上生长的掺碳GaN样品的光学性质进行了研究.结果发现C3H8流量的增加导致载流子浓度的升高,喇曼谱出现蓝移,E1(LO)声子的Raman强度变弱.同时光致发光谱中蓝光带和黄光带发光强度随着掺碳浓度的增加先增强后减弱,这与掺杂碳的自补偿效应有关.高碳掺杂量的GaN材料的结构与光学性质均显著下降.     

掺碳氮化镓的光学性质

利用喇曼光谱和光致发光谱,对采用氢化气相外延淀积方法在MOCVD GaN衬底上生长的掺碳GaN样品的光学性质进行了研究.结果发现C3H8流量的增加导致载流子浓度的升高,喇曼谱出现蓝移,E1(LO)声子的Raman强度变弱.同时光致发光谱中蓝光带和黄光带发光强度随着掺碳浓度的增加先增强后减弱,这与掺杂碳的自补偿效应有关.高碳掺杂量的GaN材料的结构与光学性质均显著下降.     

Ti掩膜图形层对外延生长GaN薄膜晶体质量的影响

采用氢化物气相外延(HVPE)方法在2英寸(1英寸=2.54 cm)c面蓝宝石衬底上外延生长了高质量GaN单晶薄膜.在GaN生长过程中引入点状和条状两种金属Ti掩膜图形层,研究了不同Ti掩膜图形层对外延生长GaN薄膜晶体质量的影响.使用微分干涉相差显微镜(DICM)、扫描电子显微镜(SEM)、阴极荧光光谱(CL)、喇曼光谱和X射线衍射(XRD)对制备的GaN样品结构和形貌进行了表征分析.实验结果表明,Ti掩膜图形层的引入可以在一定程度上改善GaN薄膜的表面形貌,缓解材料中的应力,降低GaN材料中的位错密度,提高材料的结晶质量.同时发现,相比于点状图形,条状Ti图形掩膜层可以更加有效地改善GaN材料的晶体质量,将位错密度降低到3.2×106 cm-2以下.     

GaAs(100)衬底上热壁外延生长的ZnSe薄膜光学声子散射光谱研究

本文给出n型GaAs(100)衬底上热壁外延生长的Znse薄膜室温喇曼散射分析.Znse纵光学(LO)声子喇曼峰的线宽测量表明作者已在GaAs(100)衬底上用封闭式热壁外延法长出了高质量ZnSe单晶膜.较差质量外延膜在背散射喇曼谱中出现的横光学(TO)声子峰被归之于外延膜生长过程中与孪生有关的微观取向错误的出现.首次在意到GaAs表面化学腐蚀处理使n型GaAs的LO声子-等离子激元耦合模喇曼强度有成倍提高,并证明这是因为化学腐蚀使GaAs表面氧化层厚度减小,增加了入射激光束在GaAs基质材料中的穿透深度.     

GaN缓冲层对生长InN薄膜的影响

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长六方相InN薄膜,利用氮化镓(GaN)缓冲层技术制备了高质量薄膜,得到了其能带带隙0.7eV附近对应的光致发光光谱(PL).通过比较未采用缓冲层,同时采用低温和高温GaN缓冲层,以及低温GaN缓冲层结合高温退火三种生长过程,发现低温GaN缓冲层结合高温退火过程能够得到更优表面形貌和晶体质量的InN薄膜,同时表征了材料的电学性质和光学性质.通过对InN薄膜生长模式的讨论,解释了薄膜表面形貌和晶体结构的差异.     

GaN缓冲层对生长InN薄膜的影响

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长六方相InN薄膜,利用氮化镓(GaN)缓冲层技术制备了高质量薄膜,得到了其能带带隙0.7eV附近对应的光致发光光谱(PL).通过比较未采用缓冲层,同时采用低温和高温GaN缓冲层,以及低温GaN缓冲层结合高温退火三种生长过程,发现低温GaN缓冲层结合高温退火过程能够得到更优表面形貌和晶体质量的InN薄膜,同时表征了材料的电学性质和光学性质.通过对InN薄膜生长模式的讨论,解释了薄膜表面形貌和晶体结构的差异.     

GaN缓冲层对生长InN薄膜的影响

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长六方相InN薄膜，利用氮化镓(GaN)缓冲层技术制备了高质量薄膜，得到了其能带带隙0.7eV附近对应的光致发光光谱(PL). 通过比较未采用缓冲层，同时采用低温和高温GaN缓冲层，以及低温GaN缓冲层结合高温退火三种生长过程，发现低温GaN缓冲层结合高温退火过程能够得到更优表面形貌和晶体质量的InN薄膜，同时表征了材料的电学性质和光学性质. 通过对InN薄膜生长模式的讨论，解释了薄膜表面形貌和晶体结构的差异.     

半导体超晶格中光学声子的喇曼散射研究

报道了在室温和非共振条件下,(GaAs)_n(AlAs)_n超晶格结构的喇曼散射测量结果。在适当的散射配置下,观察到分别限制在GaAs和AlAs层中的LO和TO声子模。根据线性链模型,把喇曼散射测量到的光学声子限制模的频率按q=2πm/[α_0(n+1)]展开所得到的光学声子色散曲线,与体材料GaAs和AlAs的光学声子色散曲线符合良好。     

原位退火对HVPE生长的GaN外延层光学性质和结构的影响

研究了原位退火对用氢化物外延方法在(0001)面蓝宝石衬底上生长的氮化镓(GaN)外延薄膜的结构和光学性能的影响.测试表明,氨气气氛下在生长温度进行的原位退火,明显提高了GaN外延膜的质量.X射线衍射(XRD)分析表明,随着原位退火时间的增加,(0002)面和(1012)面摇摆曲线的半峰宽逐渐变窄.喇曼散射谱显示样品退火后E2(high)峰位向低频区移动;随着退火时间的延长,趋向于块状GaN的峰位.可见,原位退火使GaN外延膜中的双轴应力明显减少.光致发光的测试结果与XRD和喇曼散射谱的结论一致.表明原位退火能有效提高GaN外延膜的结构和光学性能.     

原位退火对HVPE生长的GaN外延层光学性质和结构的影响

研究了原位退火对用氢化物外延方法在(0001)面蓝宝石衬底上生长的氮化镓(GaN)外延薄膜的结构和光学性能的影响.测试表明,氨气气氛下在生长温度进行的原位退火,明显提高了GaN外延膜的质量.X射线衍射(XRD)分析表明,随着原位退火时间的增加,(0002)面和(1012)面摇摆曲线的半峰宽逐渐变窄.喇曼散射谱显示样品退火后E2(high)峰位向低频区移动;随着退火时间的延长,趋向于块状GaN的峰位.可见,原位退火使GaN外延膜中的双轴应力明显减少.光致发光的测试结果与XRD和喇曼散射谱的结论一致.表明原位退火能有效提高GaN外延膜的结构和光学性能.     

GaP1-xNx混晶的喇曼散射谱

在室温下测试了GaP1-xNx(x=0.05%～3.1%)混晶的喇曼散射谱.在一级喇曼散射谱中观测到了GaP的LO(Γ)模和强度较弱的禁戒TO(Γ)模以及N的局域模(495cm-3).在N组分较高的一组样品(x=1.3%～3.1%)中,还观察到了位于GaP的LO(Γ)模和TO(Γ)模之间的由N导致的LO(N)模的喇曼频移(387cm-1),其强度随着N浓度的增加而增强.在二级喇曼散射谱中,除了观测到布里渊区中心的声子散射峰2LO(Γ)外,还观测到了布里渊区边界的声子散射峰2LO(L)、2TO(X)以及LO(L)+TO(X).且边界散射峰的强度比中心散射峰更强.另外在组分x=0.6%和x=0.81%的样品中,还得到了诸如来自不同NNi对或N原子簇团的局域模和由N导致的新的散射峰.     

GaP_(1-x)N_x混晶的喇曼散射谱

在室温下测试了Ga P1 - x Nx(x=0 .0 5 %～3.1% )混晶的喇曼散射谱.在一级喇曼散射谱中观测到了Ga P的L O(Γ)模和强度较弱的禁戒TO(Γ)模以及N的局域模(495 cm- 3) .在N组分较高的一组样品(x=1.3%～3.1% )中,还观察到了位于Ga P的L O(Γ)模和TO(Γ)模之间的由N导致的L O(N)模的喇曼频移(387cm- 1 ) ,其强度随着N浓度的增加而增强.在二级喇曼散射谱中,除了观测到布里渊区中心的声子散射峰2 L O(Γ)外,还观测到了布里渊区边界的声子散射峰2 L O(L )、2 TO(X)以及L O(L ) +TO(X) .且边界散射峰的强度比中心散射峰更强.另外在组分x=0 .6 %和x=0 .81%的样品     

InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱中应变对光致发光特性的影响

对蓝宝石衬底上的InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱结构和经激光剥离去除衬底的InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱结构薄膜样品,进行了光致发光谱、高分辨XRD和喇曼光谱测量.PL测量结果表明,相对于带有蓝宝石衬底的样品,InGaN/GaN多量子阱薄膜样品的PL谱峰值波长发生较小的蓝移,而InGaN/AlGaN多量子阱薄膜样品的PL谱峰值波长发生明显的红移;喇曼光谱的结果表明,激光剥离前后E2模的峰值从569.1减少到567.5cm-1.这说明激光剥离去除衬底使得外延层整体的压应力得到部分释放,但InGaN/GaN与InGaN/AlGaN多量子阱结构中阱层InGaN的应力发生了不同的变化.XRD的结果证实了这一结论.     

InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱中应变对光致发光特性的影响

对蓝宝石衬底上的InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱结构和经激光剥离去除衬底的InGaN/GaN和InGaN/AlGaN多量子阱结构薄膜样品,进行了光致发光谱、高分辨XRD和喇曼光谱测量.PL测量结果表明,相对于带有蓝宝石衬底的样品,InGaN/GaN多量子阱薄膜样品的PL谱峰值波长发生较小的蓝移,而InGaN/AlGaN多量子阱薄膜样品的PL谱峰值波长发生明显的红移;喇曼光谱的结果表明,激光剥离前后E2模的峰值从569.1减少到567.5cm-1.这说明激光剥离去除衬底使得外延层整体的压应力得到部分释放,但InGaN/GaN与InGaN/AlGaN多量子阱结构中阱层InGaN的应力发生了不同的变化.XRD的结果证实了这一结论.