Si（001）上MBE异质生长Ge中表面活化剂Sd的作用的研究

本利用ＲＨＥＥＤ、Ｘ射线双晶衍射及ＴＥＭ等技术，研究了在Ｓｉ（００１）衬底上，用晶化了的列定形Ｇｅ层做缓冲层ＭＢＥ生长Ｇｅ时，引入表面活化剂Ｓｄ所产生的影响。研究表明，Ｓｄ的引入将全使Ｓｉ（００１）衬底上无定形Ｇｅ膜的晶化温度显提高，并在一定的生长条件下，破坏Ｇｅ外延层的结晶性。     

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.     

Ge在Si上外延中表面再构的作用

本文综述了表面再构对Ge在Si上生长所起的作用。     

MBE生长应变Si_(1-x)Ge_x/Si MQW结构中Ge分布的计算

根据MBE实际生长条件，采用在应变Si1-xGex／SiMQW结构中同应变相关的Ge的扩散系数，用生长过程的移动边界条件，求解了Ge在Si1-xGex／SiMQW中的扩散方程，模拟出了MQW的畸变，指出了这种畸变具有固定的不对称性，并分析了不同生长温度、应变及阱宽情况下MQW的畸变．     

Si/Ge异质结构的生长与特性

<正> 近年来,由Ge,Si这两种晶格失配(4.2％)材料组成的Ge/Si异质结构与Ge/Si应变超晶格,由于共具有重要的科学与技术价值,受到了人们高度重视。分子束外延(MBE)技术已成功地用于生长Ge/Si异质结构和超薄Ge/Si超晶格以及GexSi1-x/Si超晶格。化学汽相淀积技术(CVD)与MBE相比,除了设备简单、价格便宜外,对于Ge,Si外延来说,还便于与现有的硅大规模集成工艺技术相结合,使之更富有实用性。近期已有报道用CVD技术生长GexSi1-x/Si异质结构。     

快速率生长MBE InAs/GaAs(001)量子点

用快速率(1.0ML/s)生长MBE InAs/GaAs(001)量子点。原子力显微镜观察结果表明,在量子点体系形成的较早阶段,量子点密度N(θ)随InAs沉积量θ的变化符合自然指数形式N(θ)∝ek(θ-θc),这与以前在慢速生长(≤0.1ML/s)条件下出现的标度规律N(θ)∝(θ-θc)α明显不同。另外,在N(θ)随θ增加的过程中,快速率生长量子点的高度分布没有经历量子点平均高度随沉积量θ逐渐增加的过程。这些实验观察说明,以原子在生长表面作扩散运动为基础的生长动力学理论至少是不全面的,不适用于解释InAs量子点的形成。这些观察和讨论说明,即使在1.0ML/s的快速率生长条件下,量子点密度也可以通过InAs沉积量有效地控制在1.0×108cm-2以下,实现低密度InAs量子点体系的制备。     

GaN在Si(001)上的ECR等离子体增强MOCVD直接生长研究

研究了用电子回旋共振(ECR)等离子体增强金属有机物化学气相沉积(PEMOCVD)技术在Si(001)衬底上,低温(620～720℃)下GaN薄膜的直接外延生长及晶相结构.高分辨透射电镜(HRTEM)和X射线衍射(XRD)结果表明:在Si(001)衬底上外延出了高度c轴取向纤锌矿结构的GaN膜,但在GaN/Si(001)界面处自然形成了一层非晶层,其两个表面平坦而陡峭,厚度均匀(≈2nm).分析认为,在初始成核阶段N与Si之间反应所产生的这层SixNy非晶层使GaN的β相没有形成.XRD和原子力显微镜(AFM)结果表明,衬底表面的原位氢等离子体清洗,GaN初始成核及后续生长条件对GaN膜的晶体质量非常重要.     

GaN在Si(001)上的ECR等离子体增强MOCVD直接生长研究

研究了用电子回旋共振(ECR)等离子体增强金属有机物化学气相沉积(PEMOCVD)技术在Si(001)衬底上,低温(620～720℃)下GaN薄膜的直接外延生长及晶相结构.高分辨透射电镜(HRTEM)和X射线衍射(XRD)结果表明:在Si(001)衬底上外延出了高度c轴取向纤锌矿结构的GaN膜,但在GaN/Si(001)界面处自然形成了一层非晶层,其两个表面平坦而陡峭,厚度均匀(≈2nm).分析认为,在初始成核阶段N与Si之间反应所产生的这层SixNy非晶层使GaN的β相没有形成.XRD和原子力显微镜(AFM)结果表明,衬底表面的原位氢等离子体清洗,GaN初始成核及后续生长条件对GaN膜的晶体质量非常重要.     

Ge衬底上的Ⅱ-Ⅵ族化合物MBE生长研究

本文报道了单晶ZnSe、ZnTe和CdTe薄膜在Ge(100)衬底上的MBE生长,用RHEED观察了其生长规律,并对样品作了X光衍射及SIMS等测试分析。观察到衬底与外延层之间存在晶向偏角。对这一现象进行了理论解释。     

用HREM研究MBE生长GaAs／Si异质结的微孪晶

由于可以把Si集成电路和GaAs光电子器件集成在一块电路上的广阔应用前景,而使人们对si上异质外延GaAs产生了浓厚的兴趣,但si和GaAs的晶格常数和热膨胀系数失配,GaAs/Si产生高的位错密度和微孪晶,由于这个原因,很难获得高质量的外延层及用这种材料生产优质的光电子器件,为了减少缺陷,研究缺陷的性质及其成因是很有意义的。已有很多人对GaAs/Si的微孪晶进行了研究,如吴小京等做出了微孪晶的结构模型,谢强华等观察到微孪晶的不对称分布,而对微孪晶的的形成机理还未见报     

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.     

Si(001)-(2×1)的金属性表面态

利用角分辨紫外光电子谱仪,首次发现在 Si(001)-(2×1)面上存在着金属性表面态,该态位于能量为～0.1eV(E_F以下)Γ对称点附近,而且存在范围很窄.在(001)的邻面上未发现这种态.我们认为Si(001)面的金属性表面态可能来自表面部分的对称双聚键.