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.     

Raman Scattering and Photoluminescence in Ge-implanted GaN Films

The investigations on Ge-implanted GaN films grown by MOCVD and then annealed at 1100℃ under ammonia ambient have been carried out. With increasing Ge implantation dose, four additional peaks arise at wave numbers of 260, 314, 428 and 670cm-1 in Ramam spectra. In PL spectra, the relative intensity of the band-edge emission compared to the PL-band centered at 2.66eV and the yellow band decreases with increase of Ge-implanted dose. The modes of 260 and 314cm-1 are attributed to disorder-activated Raman scattering, whereas the modes of 428 and 670cm-1 are assigned to local vibrations of vacancies and vacancy-related complexes. The PL-band centered at 2.66eV and the yellow band is also related to these vacancy defects. The new Raman peak at 301cm-1 for the sample annealed only 5min originates from Ge clusters due to deficient annealing.     

MOCVD生长的GaN薄膜中缺陷团引起的X射线漫散射研究

采用高分辨X射线衍射对在蓝宝石(0001)面生长的GaN外延膜的漫散射进行了研究.结果表明,GaN薄膜中存在缺陷团,其浓度随着穿透位错密度的增加而增加,其平均半径呈相反趋势.基于位错是点缺陷的聚集区,缺陷团优先在位错附近形成的效应对结果进行了解释.同时发现电子迁移率随缺陷团浓度的增加而减少.     

MOCVD生长的GaN 薄膜中缺陷团引起的X射线漫散射研究

采用高分辨X射线衍射对在蓝宝石(0001)面生长的GaN外延膜的漫散射进行了研究.结果表明,GaN薄膜中存在缺陷团,其浓度随着穿透位错密度的增加而增加,其平均半径呈相反趋势.基于位错是点缺陷的聚集区,缺陷团优先在位错附近形成的效应对结果进行了解释.同时发现电子迁移率随缺陷团浓度的增加而减少.     

GaAs/AlAs超晶格中的TO声子限制模

本文报道在室温和非共振散射条件下,GaAs/AlAs 超晶格结构中TO声子限制模的拉曼散射测量结果.超晶格样品用MBE方法生长在<001>晶向的GaAs衬底上.在背散射条件下,具有E对称性的TO 声子是拉曼禁戒的.但是利用近布儒斯特角入射和大孔径的散射光收集透镜,我们观测到分别限制在GaAs和AlAs层中的TO声子模.其中,限制在AlAs层中的TO模是首次报道.从测量的TO声子限制模频率得到的声子色散曲线与GaAs和AlAs体材料的TO声子色散曲线进行比较,二者符合良好.进一步证明,超晶格结构的拉曼散射测量是测定晶体声子色散曲线的有效的实验方法.     

GaN薄膜的微区Raman散射光谱

报道了低压 MOCVD生长的同一 Ga N薄膜不同位置的微区 Raman散射光谱 .观测到了微区结构不完整对 Raman谱的影响 .通过 X射线衍射分析 ,证实了该样品晶体质量是不均匀的 ,而且微结构缺陷的存在是导致回摆曲线展宽的主要原因 .结合 Hall测量结果 ,对 Ga N薄膜的 Al( L O)模式的移动进行了电声子相互作用分析 ,认为 A1 ( LO)模式的移动可能与电声子相互作用无关 ,而是受内部应力分布不均匀的影响所致 .     

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。     

Stimulated Raman Scattering in Nanorod Silicon Carbide Films

When the film is excited by a very low excitation energy, the spontaneous Raman scattering emerges. The intensity of Raman scattering is proportional to the excitation power below the threshold excitation. When the excited power reaches the excitation threshold, the intensity of Stokes light strongly increases. Meanwhile an anti Stokes light at 495 nm and multiple order but small Stokes peaks occur. The intensity of Stokes light is much larger than that of anti Stokes. The full width of half maximum (FWHM) of Stokes peak is reduced from 0.4 nm to less than 0.2 nm, the scattering angle between both Stokes and incident lights becomes less than 1°, and the angle between the Stokes and anti Stokes lights is about 3°. When the exciting power is in excess of the threshold, anti Stokes and multiple Raman scattering peaks reappear. These experiments can be unlimitedly repeated. From this experiment, we can exclude the possibility of spontaneous Raman scattering. It is suggested that the nanorods are a quantum line dimension having a large surface. There will be Raman differential scattering section so long as the nanorod films become very strong scattering media; the surface enhanced Raman scattering will be produced, the nanorod films of SiC will form a strong multiple scattering resonance cavities so as to form the stimulated Raman scattering oscillation.     

GaN:Si薄膜的结构和应力特性研究

对掺杂浓度为1017～1019cm-3的GaN:Si样品进行高精度X射线衍射和拉曼散射光谱的研究发现:随着Si掺杂浓度的增加,GaN晶粒尺寸逐渐减小,引发更多的螺位错和混合位错致使摇摆曲线的半高宽有所增加,同时薄膜中的剩余应力也逐渐减小。当掺杂浓度高于2.74×1018cm-3时,薄膜从压力状态转变为张力状态。     

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.     

Intrinsic Limits of Electron Mobility in Modulation-Doped AlGaN/GaN 2D Electron Gas by Phonon Scattering

We theoretically present the intrinsic limits to electron mobility in the modulation-doped AIGaN/GaN two-dimensional electron gas （2DEG） due to effects including acoustic deformation potential （DP） scattering, piezoelectric scattering （PE）, and polar-optic phonon scattering （POP）. We find that DE and PE are the more significant limiting factors at intermediate temperatures of 40 K to 250 K, while POP becomes dominant as room temperature is approached. Detailed numerical results are presented for the change of electron mobility with respect to temperature and carrier density. We conclude that these three types of phonon scattering, which are generally determined by the material properties but not the technical processing, are hard limits to the 2DEG mobility.     

四氯化碳的背向受激喇曼散射研究

用倍频Ｎｄ：ＹＡＧ锁模激光５３２ｎｍ泵浦ＣＣｌ４的背向受激喇曼散射，一阶斯托克斯谱线５４６ｎｍ的能量转移效率为１３％，脉宽（ＦＷＨＭ）为８ＰＳ，比泵浦激光５３２ｎｍ的脉宽４０ＰＳ明显变窄。     

Ga_(1-x)Al_xAs Raman散射的共振和反共振

本文着重研究了Ⅲ—Ⅴ族混晶半导体Ga_(1-x)AlAs Raman谱在不同温度下的多级共振行为。分析了二级及多级声子谱增强及产生的物理原因,从一个新的侧面证实了激子-LO声子复合体作为Raman散射中间态存在的可能性。同时,还从Raman散射张量出发,对近共振条件下TO声子的消失进行了讨论。     

Mg注入非极性a面GaN退火温度的研究

非极性GaN材料解决了传统GaN材料中的极化现象,具有较好的应用前景。用金属有机物化学气相沉积方法,在r面蓝宝石上生长了Mg注入非极性a面GaN 薄膜,并选取650 ℃、750 ℃、850 ℃这3个温度对Mg注入GaN薄膜进行退火温度研究。用原子力显微镜、光致发光谱、拉曼谱研究了材料的表面形貌、光学性质以及面内应力。结果表明,在750 ℃退火时效果较好。     

包层抽运掺镱光纤激光器中受激拉曼散射和受激布里渊散射效应

高功率光纤激光器大多选用掺镱双包层光纤作为增益介质,由于光纤尺寸较小,极易在光纤谐振腔中产生受激布里渊散射、受激拉曼散射效应。包层掺镱双包层光纤激光器中一旦发生受激拉曼散射和受激布里渊散射效应,其产生高强度信号成为高功率光纤激光器的主要噪声来源,影响激光输出的特性和稳定性。对包层抽运掺镱光纤激光器中的受激布里渊散射和受激拉曼散射进行了实验研究,在单模双包层光纤中观察到受激布里渊散射和受激拉曼散射。实验结果表明,在光纤谐振腔中,抽运方式、谐振腔输出镜损耗、受激瑞利散射对受激布里渊散射的影响较大,尤其是受激瑞利散射为谐振腔提供了附加反馈,不仅压窄激光信号的线宽,而且使得受激布里渊散射的阈值迅速降低。     

p型GaN欧姆接触的研究进展

宽带隙的GaN作为半导体领域研究的热点之一,近年来发展得很快.p型GaN的欧姆接触问题一直阻碍高温大功率GaN基器件的研制.本文讨论了金属化方案的选择、表面预处理和合金化处理等几个问题,回顾了近年来p型GaN欧姆接触的研究进展.     

光纤拉曼散射效应在传感和通信技术中的应用

首先介绍光纤的拉曼(Raman)散射的原理,然后分析了泵浦光对Raman散射的影响,从分析中可以看出Raman散射的特性,从而为光纤作为传感器和放大器提供理论基础。最后介绍作者研制的分布式光纤温度传感器和通信领域的光纤拉曼放大器。     

难熔金属硅化物的喇曼散射

用电子束蒸发方法在10~(-7)托真空中使单晶硅上蒸上一层Ti膜后,于N_2中进行从500-1000℃10秒钟的快速热退火,由激光喇曼光谱结合薄层电阻测量和转靶X射线衍射研究分析了TiSi_2的形成.退火温度高于680℃时,观察到207和244cm~(-1)波数处的两个TiSi_2的特征喇曼峰,当退火温度为580℃时,只有270,297和3ncm~(-1)的三个喇曼峰,这些可能是钛的氧化物和不包括TiSi的钛硅化物.     

基于anti-Stokes Raman散射温度效应的温度解调理论研究

激光脉冲进入光纤中,与光纤分子相互作用,产生Raman散射和Raylei曲散射。由于Raman散射具有温度效应,其散射光强度受温度调制,可作为温度信息的载体,用于温度解调及测温系统设计。本文提出了可行的温度解调方法及理论推导,并推导出单通道和双通道条件下的测温关系,设计出两种条件下的传感器系统。