以金属为缓冲层在Si(111)上分子束外延GaN及其表征

用电子束蒸发方法在Si(111)衬底上蒸发了Au/Cr和Au/Ti/Al/Ti 两种金属缓冲层,然后在金属缓冲层上用气源分子束外延(GSMBE)生长GaN. 两种缓冲层的表面都比较平整和均匀,都是具有Au(111)面择优取向的立方相Au层. 在Au/Cr/Si(111)上MBE生长的GaN,生长结束后出现剥离. 在Au/Ti/Al/Ti/Si(111)上无AlN缓冲层直接生长GaN,得到的是多晶GaN;先在800℃生长一层AlN缓冲层,然后在710℃生长GaN,得到的是沿GaN(0001)面择优取向的六方相GaN. 将Au/Ti/Al/Ti/Si(111)在800℃下退火20min,金属层收缩为网状结构,并且成为多晶,不再具有Au(111)方向择优取向.     

MOCVD生长Mg掺杂GaN的退火研究

用MOCVD技术在50mm蓝宝石衬底（0001）面上生长了GaN∶Mg外延膜，对样品进行热退火处理并作了Hall、双晶X射线衍射(DCXRD)和室温光致发光谱(PL)测试．Hall测试结果表明，950℃退火后空穴浓度达到5e17cm－3以上，电阻率降到2.5Ω·cm；(0002)面DCXRD测试发现样品退火前、后的半峰宽均约为4′；室温PL谱中发光峰位于2.85eV处，退火后峰的强度比退火前增强了8倍以上，表明样品中大量被H钝化的受主Mg原子在退火后被激活．     

非掺杂LEC砷化镓晶体中砷沉淀和位错关联性质

通过使用激光散射扫描的方法,定性地研究非掺杂半绝缘LEC砷化镓(100)方向生产的晶体中砷沉淀在晶体径向截面分布,得到了在一种特定热场中生长的晶体中存在4个砷沉淀的聚集中心结论,而这4个聚集中心却正好是晶体上位错密度相对较低的区域.作者主要研究了这种分布和位错之间的关系,分析其形成过程,并得出在晶体生长及后期退火过程中,位错在晶体中起到了输送砷原子的管道作用,加速了砷原子在晶体中的扩散过程,导致网格位错密集区的大直径砷沉淀的密度相对位错稀疏区和位错线区的砷沉淀密度较低.     

MBE InGaAs/GaAs量子点及其红外吸收波长调制

利用分子束外延枝术,自组织生长了具有正入射红外吸收特性的InGaAs/GaAs量子点超晶格结构.通过改变结构参数和生长参数,可改变量子点的形状、尺寸和调制其红外吸收波长,用于研制8～12μm大气窗口的红外探测器.观测发现随着量子点超晶格结构的InGaAs层厚度增加,其红外吸收峰蓝移,用量子点间的耦合作用随InGaAs层的厚度的增加而增强的观点对其机理给予解释.     

MBE生长的跨导为186 mS/mm的AlGaN/GaN HEMT

用分子束外延 ( MBE)技术研制出了 Al Ga N/Ga N高电子迁移率晶体管 ( HEMT)材料 ,其室温迁移率为 10 35cm2 /V· s、二维电子气浓度为 1.0× 10 13 cm - 2 ;77K迁移率为 2 6 53cm2 /V· s、二维电子气浓度为 9.6× 10 12 cm- 2 。用此材料研制了栅长为 1μm、栅宽为 80μm、源 -漏间距为 4μm的 Al Ga N/Ga N HEMT,其室温最大非本征跨导为 186 m S/mm、最大漏极饱和电流密度为 92 5m A/mm、特征频率为 18.8GH z。另外 ,还研制了具有 2 0个栅指 (总栅宽为 2 0× 80μm =1.6 mm )的大尺寸器件 ,该器件的最大漏极饱和电流为 1.33A。     

分子束外延AlGaN/GaN异质结场效应晶体管材料

用自组装的氨源分子束外延 (NH3-MBE)系统和射频等离子体辅助分子束外延 (PA-MBE)系统在 C面蓝宝石衬底上外延了优质 Ga N以及 Al Ga N/Ga N二维电子气材料。Ga N膜 (1 .2 μm厚 )室温电子迁移率达3 0 0 cm2 /V· s,背景电子浓度低至 2× 1 0 1 7cm- 3。双晶 X射线衍射 (0 0 0 2 )摇摆曲线半高宽为 6arcmin。 Al Ga N/Ga N二维电子气材料最高的室温和 77K二维电子气电子迁移率分别为 73 0 cm2 /V·s和 1 2 0 0 cm2 /V· s,相应的电子面密度分别是 7.6× 1 0 1 2 cm- 2和 7.1× 1 0 1 2 cm- 2 ;用所外延的 Al Ga N/Ga N二维电子气材料制备出了性能良好的 Al Ga N/Ga N HFET(异质结场效应晶体管 ) ,室温跨导为 5 0 m S/mm(栅长 1 μm) ,截止频率达 1 3 GHz(栅长 0 .5μm)。该器件在 3 0 0°C出现明显的并联电导 ,这可能是材料中的深中心在高温被激活所致     

V／III比和生长温度对RF-MBE InN表面形貌的影响

由于生长InN所需平衡氮气压较高，而且InN分解温度比较低，因此在生长InN时In原子很容易在表面聚集形成In滴，使InN外延膜的表面形貌变差，影响InN外延膜质量的提高. 通过研究V／III比和生长温度对RF-MBE生长InN外延膜表面形貌的影响，发现V／III比和生长温度对InN外延膜表面In滴的量有重要影响. 通过选择合适的V／III比和生长温度，得到了表面平整光亮、无In滴的InN外延膜.     

MBE InGaAs/GaAs量子点及其红外吸收波长调制

利用分子束外延枝术,自组织生长了具有正入射红外吸收特性的InGaAs/GaAs量子点超晶格结构.通过改变结构参数和生长参数,可改变量子点的形状、尺寸和调制其红外吸收波长,用于研制8～12μm大气窗口的红外探测器.观测发现随着量子点超晶格结构的InGaAs层厚度增加,其红外吸收峰蓝移,用量子点间的耦合作用随InGaAs层的厚度的增加而增强的观点对其机理给予解释.     

自组织量子点的优化生长

在不同生长条件下,生长低组分InGaAs/GaAs自组织量子点并且使用接触式AFM进行测量.通过对生长条件的优化,得到高密度、高均匀性的量子点MBE生长条件,这对于自组织量子点在器件方面的应用,比如量子点红外探测器和量子点激光器,是非常重要的.同时,还与优化的InAs/GaAs生长条件进行了比较.     

NH3-MBE生长极化场二维电子气材料

介绍了用ＮＨ３－ＭＢＥ技术在蓝宝石Ｃ面上外延的高质量的ＧａＮ单层膜以及ＧＮ／ＡｌＮ／ＧａＮ极化感应二维电子气材料。外延膜都是Ｎ面材料。形成的二维电子气是“倒置二维电子气”。ＧａＮ单层膜的室温电子迁移率为３００ｃｍ＾２／Ｖｓ。二维电子气材料的迁移率为６８０ｃｍ＾２／Ｖｓ（ＲＴ）和１７００ｃｍ＾２／Ｖｓ（７７Ｋ）,相应的二维电子气的面密度为３．２＊１０＾１３ｃｍ＾－２（ＲＴ）和２．６ｘ１０＾１３ｃｍ＾