分子束外延CdTe（211）B／GaAs（211）B的特性研究

ＣｄＴｅ／ＧａＡｓ是ＨｇＣｄＴｅ分子束外延的重要替代衬底材料。用Ｘ双晶衍射和光致发光测试研究了分子束外延生长的ＣｄＴｅ（２１１）Ｂ／ｇＡｓ（２１１）Ｂ的晶体结构质量，表明外延膜昌体结构完整，具有很高的质量。用高分辨率的透射电镜研究其界面特性，观察到ＣｄＴｅ（２１１）Ｂ相对于ＧａＡｓ（２１１）Ｂ向着（１１１）方向倾斜一个小角度，界面的四面体键网发生扭曲，由于晶格失配，在界面存在很高的失配位错密度。     

分子束外延HgCdTe／GaAs的生长和光伏探测器的研制

文中报导了用分子束外廷工艺在ＧａＡｓ（２１１）Ｂ衬底上生长了较高质量的中、长波ＨｇＣｄＴｅ薄膜材料。生长后的材料通过退火进行转型和调节电性参数。选择的组分分别为ｘ＝０．３３０和０．２２６的两种材料，７７Ｋ时载流子浓度和迁移率分别为ｐ＝６．７×１０１５ｃｍ－３、ｕｐ＝２６０ｃｍ２Ｖ－１ｓ－１和４．４５×１０１５ｃｍ－３、４１０ｃｍ２Ｖ－１ｓ－１。研制了平面型中、长波线列光伏探测器，其典型的探测器Ｄ分别为５．０×１０１０ｃｍＨｚ１／２Ｗ－１和２．６８×１０１０ｃｍＨｚ１／２Ｗ－１（１８０°视场下），其中６４元线列中波探测器与ＣＭＯＳ电路芯片在杜瓦瓶中耦含后读出并实现了红外成像演示。     

分子束外延CdTe（211）B／Si复合衬底材料

报道了用MBE的方法，在3英寸Si衬底上制备ZnTe／CdTe（211）B复合衬底材料的初步研究结果，该研究结果将能够直接应用于大面积Si基HgCdTe IRFPA材料的生长．经过Si（211）衬底低温表面处理、ZnTe低温成核、高温退火、高温ZnTe、CdTe层的生长研究，用MBE方法成功地获得了3英寸Si基ZnTe／CdTe（211）B复合衬底材料．CdTe厚度大于10μm，XRD FWHM平均值为120arc sec，最好达到100arc sec，无（133）孪晶和其他多晶晶向．     

ZnMgSSe／GaAs薄膜的分子束外延生长及其特性研究

我们用分子束外延法在ＧａＡｓ（１００）衬底上生长一种新型的Ⅱ－Ⅳ族宽禁带化合物薄膜Ｚｎ１－ｘＭｇｘＳｙＳｅ１－ｙ．改变生长条件，可以控制Ｍｇ和Ｓ的组分在０≤ｘ≤１，０≤ｙ≤１．Ｍｇ和Ｓ的组分用俄歇电子能谱测定．用Ｘ－射线衍射技术对样品结构进行的研究发现，对任意Ｍｇ和Ｓ的组分，ＺｎＭｇＳＳｅ均为闪锌矿结构．用椭圆偏振光谱仪对材料的能隙和折射率进行的研究表明，加入Ｍｇ以后ＺｎＭｇＳＳｅ样品的折射率比ＺｎＳＳｅ样品的折射率要小，并且ＺｎＭｇＳＳｅ样品的折射率随民的增大而变小．合理选择ｘ、ｙ，在２．８ｅＶ＜Ｅｇ＜     

GaAs上热壁外延Cd_（0．96）Zn_（0．04）Te薄膜

国内首次报道用热壁外延（ＨＷＥ）技术在（１００）ＧａＡｓ衬底上生长出Ｃｄ＿（０．９６）Ｚｎ＿（０．０４）Ｔｅ（１１１）薄膜。结果表明，薄膜在１５～２０μｍ厚时Ｘ射线双晶衍射回摆曲线半高宽在１００弧秒以下，其位错腐蚀坑密度等于甚至小于１０￣３ｃｍ￣（－２）薄膜组分、层厚均匀，表面光亮如镜，质量达到国际先进水平，优于国内Ｃｄ＿（０．９６）Ｚｎ＿（０．０４）Ｔｅ块晶，是外延生长ＨｇＣｄＴｅ的理想替代式衬底。文章强调了生长前ＧａＡｓ衬底，多晶源预处理的重要性。     

As在HgCdTe分子束外延中的表面粘附系数

报道了用二次离子质谱分析 (SIMS)方法对As在碲镉汞分子束外延中的掺入行为的研究结果 .发现As在CdTe、HgCdTe表面的粘附系数很低 ,并与Hg的介入密切相关 .对于单晶HgCdTe外延 ,在 170℃生长温度下As的粘附率相对于多晶室温淀积仅为 3× 10 -4,在此生长温度下 ,通过优化生长条件获得了表面形貌良好的外延材料 .通过控制As束源炉的温度可以很好地控制As在HgCdTe层中的原子浓度 .     

低温分子束外延GaAs薄膜的带边二次电光效应和光折变效应

本文研究了低温生长分子束外延GaAs薄膜的光电子性质．我们测量了它的I-V特性；用电调制透射谱测量了电吸收和电折变，并由此分析了它的带边共振吸收平方电光效应；用二波混合的方法测量了它的光折变性质．对两种方法得到的电吸收和电折变作了分析比较．     

离子损伤对等离子体辅助分子束外延生长的GaNAs／GaAs和GaInNAs／GaAs量子阱的影响

研究了离子损伤对等离子体辅助分子束外延生长的GaNAs／GaAs和GaInNAs／GaAs量子阱的影响．研究表明离子损伤是影响GaNAs和GaInNAs量子阱质量的关键因素．去离子磁场能有效地去除了等离子体活化产生的氮离子．对于使用去离子磁场生长的GaNAs和GaInNAs量子阱样品,X射线衍射测量和PL谱测量都表明样品的质量被显著地提高．GaInAs量子阱的PL强度已经提高到可以和同样条件下生长的GaInAs量子阱相比较．研究也表明使用的磁场强度越强,样品的光学质量提高越明显．     

分子束外延GaAs／AlGaAs超晶格缓冲层量子阱材料的研究

采用分子束外延技术生长了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量子阱得多量子阱材料。采用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ超晶格缓冲层掩埋衬底缺陷，获得的量子阱结构材料被成功地用于制作量子阱激光器。波长为７７８ｎｍ的激光器，最低阈值电流为３０ｍＡ，室温下线性光功率大于２０ｍＷ。     

MBE CdTe／GaAs光致发光研究

在１０Ｋ低温下对分子束外延（ＭＢＥ）生长的ＣｄＴｅ（１１１）Ｂ／ＧａＡｓ（１００）／ＣｄＴｅ（２１１）Ｂ／ＧａＡｓ（２１１）Ｂ外延膜进行了光致发光（ＰＬ）测量，得到了ＰＬ谱和带边激子辐射的精细结构．计算得到束缚激子的半峰宽（ＦＷＨＭ）分别为０．２～０．ｓｍｅＶ和１～２ｍｅＶ．实验结果表明外廷膜的质量和生长工艺均良好．     

CdTe/GaAs(111)B薄膜的MBE生长研究

采用分子束外延方法,在GaAs(111)B衬底上,生长CdTe薄膜,以求研制出用于液相外延生长碲镉汞(HgCdTe)薄膜的CdTe/GaAs(111)B复合衬底.通过理论分析和实验探索,优化了生长温度和Te/Cd束流比等重要生长参数,获得了质量较好的CdTe薄膜,再通过循环热处理,使CdTe/GaAs(111)B复合衬底的质量得到进一步的提高,X-射线回摆曲线半峰宽(FWHM)有明显的降低.为LPE-HgCdTe薄膜的生长打下了较好基础.     

在Si(211)衬底上分子束外延CdTe的剪切应变

利用高分辨率X射线衍射技术对分子束外延CdTe（211）B/Si（211）材料的CdTe外延薄膜进行了倒易点二维扫描,并通过获得的对称衍射面和非对称衍射面的倒易空间图,对CdTe缓冲层的剪切应变状况进行了分析.研究发现,对于CdTe/Si结构,随着CdTe厚度的增加,[1-1-1]、[01-1]两个方向的剪切角γ[1-1-1]和γ[01-1]都有变小的趋势,且γ[1-1-1]的大小约为γ[01-1]的两倍;对于CdTe/ZnTe/Si结构,ZnTe缓冲层的引入可以有效地降低CdTe层的剪切应变.     

GaAs／SrTiO3MBE外延单晶薄膜晶格振动的研究

利用远红外反射光谱和拉曼散射光谱法测量了ＧａＡｓ／ＳｒＴｉＯ３外延单晶薄膜样品,研究了这种新型异结构的晶格振动光学特性。实验结果表明：在钙钛矿型结构的ＳｒＴｉＯ３衬底上外延生长的ＧａＡｓ薄膜具有单晶结构,有与ＧａＡｓ单晶体材料相同的晶格振动特性。     

在Si(211)衬底上分子束外延CdTe的晶格应变

文章利用高分辨率X射线衍射技术对分子束外延CdTe（211）B/Si（211）材料的CdTe外延薄膜进行了倒易点二维扫描,并通过获得的对称衍射面和非对称衍射面的倒易空间图,对CdTe外延层的剪切应变和正应变状况进行了分析.研究发现,对于CdTe/Si结构,随着CdTe厚度的增加,[1-1-1]、[01-1]两个方向的剪切角γ[1-1-1]和λ[01-1]都有变小的趋势,且γ[1-1-1]的大小约为γ[01-1]的两倍;对于CdTe/ZnTe/Si,ZnTe缓冲层的引入可以有效地降低CdTe层的剪切应变.CdTe层的正应变表现为张应变,主要来源于CdTe和Si的热膨胀系数存在差异,而在从生长温度280℃降至室温20℃的过程产生的热应变.     

Anisotropic Surface Roughness in Molecular-Beam Epitaxy CdTe (211)B/Ge(211)

We characterize the surface of molecular-beam epitaxy (MBE)-grown CdTe(211)B/Ge(211) by atomic-force microscopy (AFM), optical interference microscopy, and generalized ellipsometry (GE). We find that, for substrate temperatures above 300°C, the surface is rough and hazy; the AFM root-mean-square roughness is of the order of 150 Å. It appears from GE that the optical response is anisotropic, the principal axes of anisotropy being along the $ [\overline{1} 11] We characterize the surface of molecular-beam epitaxy (MBE)-grown CdTe(211)B/Ge(211) by atomic-force microscopy (AFM), optical interference microscopy, and generalized ellipsometry (GE). We find that, for substrate temperatures above 300°C, the surface is rough and hazy; the AFM root-mean-square roughness is of the order of 150 ?. It appears from GE that the optical response is anisotropic, the principal axes of anisotropy being along the and directions. For a substrate temperature of approximately 300°C, the surface is smooth and mirror-like and the AFM roughness is as low as 45 ?. The sample is still anisotropic, even though the magnitude of the cross-polarized reflection coefficients are very small in this case. It appears that the anisotropy originates from the surface roughness, not the bulk.     

Microstructural and optical characterization of CdTe(211)B/ZnTe/Si(211) grown by molecular beam epitaxy

CdTe layers have been grown by molecular beam epitaxy on 3 inch nominal Si(211) under various conditions to study the effect of growth parameters on the structural quality. The microstructure of several samples was investigated by high resolution transmission electron microscopy (HRTEM). The orientation of the CdTe layers was affected strongly by the ZnTe buffer deposition temperature. Both single domain CdTe(133)B and CdTe(211)B were obtained by selective growth of ZnTe buffer layers at different temperatures. We demonstrated that thin ZnTe buffer layers (<2 nm) are sufficient to maintain the (211) orientation. CdTe deposited at ∼300°C grows with its normal lattice parameter from the onset of growth, demonstrating the effective strain accommodation of the buffer layer. The low tilt angle (<1°) between CdTe[211] and Si[211] indicates that high miscut Si(211) substrates are unnecessary. From low temperature photoluminescence, it is shown that Cd-substituted Li is the main residual impurity in the CdTe layer. In addition, deep emission bands are attributed to the presence of As_Te and Ag_Cd acceptors. There is no evidence that copper plays a role in the impurity contamination of the samples.     

GaAs(111)B上MBE同法质外延生长中的表面再构和RHEED分析

采用分子束外延(MBE)技术,在正晶向GaAs(111)B衬底上进行同质外延生长时,利用反射式高能电子衍射(RHEED)绘制出静态和动态生长条件下的表面相图,研究了生长参数对表面再构的影响,并通过衍射图案强度分析确定了适合镜像外延生长的(√19×√19)再构区域。在生长过程中,通过RHEED强度振荡和表面形貌的分析优化了生长参数,成功地生长出无金字塔结构的镜像外延薄膜。     

Surface reconstructions and reflection high-energy electron diffraction intensity oscillations during homoepitaxial growth on nonmisoriented GaAs(111)B by MBE

The growth by molecular beam epitaxy of high quality GaAs epilayers on nonmisoriented GaAs(111)B substrates is reported. Growth control of the GaAs epilayers is achieved via in situ, real time measurement of the specular beam intensity of reflection high-energy electron diffraction (RHEED). Static surface phase maps of GaAs(111)B have been generated for a variety of incident As flux and substrate temperature conditions. The dependence of GaAs(111)B to be the optimum starting surface for the latter growth of mirror-smooth epilayers. Regimes of growth conditions are optimized in terms of the static surface phase diagram and the temporal RHEED intensity oscillations.