影响液封直拉法生长GaAs单晶锭长的因素

研究了影响ＬＥＣ生长ＧａＡｓ单晶锭长的因素。发现，ＬＥＣ系统中热场分布，热对流，坩埚直径和坩埚初始位置及装料量的多少等对ＬＥＣ法生长的ＧａＡｓ单晶锭子长度都有影响。     

半绝缘砷化镓中碳含量对热稳定性的影响

本文报导了LEC法半绝缘砷化镓单晶中含碳量对SI-GaAs热稳定性的影响。在800℃以上退火,发现当晶体中C含量大于1.5×10~(16)cm~(-3)时,SI-GaAs的热稳定性变差;而C含量小于5×10~(15)cm~(-3)时,通常表现出良好的热稳定性。     

热退火对 InGaN薄膜性质的影响

对采用金属有机化学气相沉积方法生长的In组分为0.14的InGaN薄膜在不同温度下进行了热退火处理.通过X射线衍射、原子力显微镜、光致发光谱和变温霍尔等测试方法研究了In0.14Ga0.86N薄膜的晶格质量、表面形貌以及光学特性和电学特性随着退火温度的变化情况.结果表明,有利于提高In0.14Ga0.86N薄膜质量的最佳退火温度为500℃.通过对变温霍尔实验数据的拟合,初步分析了退火前后InGaN样品中的多种散射机制以及它们的变化情况.     

Si上Si1-xGex:C 缓冲层的载流子分布

用化学气相淀积方法在Si(100)衬底上生长了Ge组分渐变的Si1-xGex:C合金缓冲层.研究表明,较高温度下生长的Si1-xGex:C缓冲层中Ge的平均含量较高,其晶体质量要优于较低温度下生长的外延薄膜.载流子浓度沿衬底至表面方向逐渐上升且Si1-xGex:C缓冲层总体呈p型导电,存在一局域n型导电区,本文对其导电分布特性进行了分析研究.     

背势垒对InAlN/GaN异质结构中二维电子气的影响

利用有效质量理论自洽求解Poisson和Schrdinger方程理论研究了背势垒插入层对InAlN/GaN晶格匹配异质结构的电学性能的影响。研究表明,对于In0.17Al0.83N/AlN/GaN的异质结构,AlN的临界厚度为2.43 nm。此时,异质结中二维电子气(2DEG)浓度达到2.49×1013 cm-2,且不随势垒层厚度的变化而变化。重点模拟研究了具有背势垒的InAlN/AlN/GaN/AlGaN/GaN和InAlN/AlN/GaN/InGaN/GaN两种结构的能带结构和2DEG的分布情况。理论结果表明,采用AlGaN背势垒结构时,对于AlGaN的任意Al组分,GaN沟道层导带底能量均被抬升,增强了AlN/GaN三角势阱对2DEG的限制作用,提高了电子迁移率。采用InGaN/GaN作为背势垒结构,当InGaN厚度为2或3 nm时,三角势阱中的2DEG随InGaN中In组分的增加先升高后降低,这主要是由于GaN/InGaN界面处产生的正极化电荷的影响,引起电子在AlN/GaN三角势阱和InGaN/GaN势阱之间的分布变化。     

Mg掺杂AlGaN的特性研究

采用金属有机物化学气相淀积方法在Al2O3衬底上生长不同浓度Mg掺杂的AlxGa1-xN合金薄膜,并在750℃、N2气氛下对Mg进行热退火激活。用X射线衍射ω-2θ扫描计算确定样品的Al组分,发现Mg摩尔掺杂浓度和退火对Al组分均未产生明显影响。X射线衍射摇摆曲线与原子力显微镜扫描表明随Mg摩尔掺杂浓度增加,样品晶体质量下降,样品表面凹坑增加,但热退火对薄膜表面形貌有明显的改善。阴极射线发光测量发现带边峰强度随掺杂浓度增加而减弱,退火后样品的施主-受主对复合发射与导带受主的复合发射均有增强,验证了热退火对钝化受主杂质的激活作用,对实现高效AlGaN的p型掺杂具有重要意义。     

6H-SiC同质外延层上Si1-yCy合金的生长

用化学气相淀积(CVD)的方法, 在6H-SiC衬底上同质外延生长SiC层, 继而外延生长了Si1-yCy合金薄膜, 用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼散射等方法对所得的样品进行了表征测量, 着重研究了生长得到的Si1-yCy合金的晶体结构。SEM结果显示6H-SiC外延层上生长的Si1-yCy合金薄膜表面平整, 晶粒大小均匀; XRD衍射谱仅显示单一的特征衍射峰(2θ约为28.5°), 表明得到的合金薄膜晶体取向单一, 其晶体类型为4H型; 粗略估算, 合金薄膜中C含量约为3.7%。拉曼谱显示：随生长气源中的C/Si比的增加, Si1-yCy合金薄膜中替位式C含量逐渐增大, 当C/Si比达到一定值时, 合金薄膜中有间隙式C出现, 造成晶体缺陷, Si1-yCy合金薄膜晶体质量下降。     

MOCVD制备过掺杂GaN基稀磁半导体微结构研究

应用MOCVD方法我们在c轴取向的蓝宝石衬底上生长出Fe掺杂和Mn掺杂GaN薄膜。通过改变前驱物的通入量,我们制备出不同掺杂浓度的样品。应用高分辨透射电镜,我们对样品的微结构进行了分析。对于Fe过掺杂GaN样品,我们发现了六角结构的Fe3N团簇的存在,并且Fe3N(0002)面平行于GaN(0002)面;对于Mn过掺杂GaN样品,我们发现了六角结构的Mn6N2.58相的存在,并且Mn6N2.58(0002)面平行于GaN(0002)面。同时,由于晶格中掺入了大量掺杂离子,GaN晶格取向遭到了破坏,导致了部分GaN(0002)面的倾斜。磁学测量表明均一相的Fe掺杂GaN显现铁磁性,而均一相Mn掺杂GaN没有铁磁性。由于铁磁性Fe单晶和Fe3N团簇的存在,相比于均一性Fe掺杂GaN,过掺杂GaN样品的磁性大幅度增强,而Mn过掺杂GaN样品显现出很弱的铁磁性,这有可能来源于Mn6N2.58相。     

利用Ni纳米岛模板制备半极性晶面GaN纳米柱

报道了在GaN表面以Ni纳米岛结构作为模板,利用电感耦合等离子(ICP)刻蚀制备GaN纳米柱的研究结果。原子力显微镜(AFM)测试结果表明,金属Ni薄膜在快速热退火(RTA)作用下形成了平均直径和高度大约分别为325 nm和70 nm的纳米岛状结构。通过电子扫描显微镜(SEM)照片看出,以GaN表面所形成的Ni纳米岛作为模板图形,通过控制ICP刻蚀时间,在一定的刻蚀时间内(2 min)获得有序的并拥有半极性晶面的GaN纳米柱阵列。这种新颖的半极性GaN纳米柱作为氮化物量子阱或者超晶格结构的生长模板,可以有效减小甚至消除极化效应,提高光电子器件的效率和性能。     

通过温度控制LEC—GaAs单晶化学配比的实验研究

通过温度压力改变，使整个ＬＥＣ－ＧａＡｓ单晶生长过程Ａｓ损失最小。获得了化学配比较好的ＳＩ－ＧａＡｓ单晶。单昌表面离和，特别是单晶尾部结构缺陷也少。分析了ＬＥ－ＣＳＩ－ＧａＡｓ单晶生长过程Ａｓ的挥发和生长环境压力对生长的单昌位错密度的影响。