蓝宝石图形衬底上利用AlN缓冲层生长高质量GaN

在图形化衬底上以AlN作为缓冲层生长高质量的GaN薄膜,国内相关的报道较少。通过引入两步缓冲层生长方法,在蓝宝石图形衬底上生长基于AlN缓冲层的高质量GaN薄膜,利用低温AlN层生长时内部的缺陷,选择性进行腐蚀,形成衬底与外延层界面间的侧向倒斜角,提高光萃取效率;同时在其上继续生长高温AlN,为后续GaN薄膜提供高质量模板。从外延角度出发,以表面形貌及其上生长的GaN薄膜的晶体质量为衡量依据,优化了低温AlN缓冲层以及高温AlN缓冲层的生长参数,优化后LED样品在20 mA测试电流下的光输出功率较参考样品提升了4%。     

应用于升压电荷泵的自适应衬偏电路

本文设计了一种应用于升压电荷泵的自适应衬偏电路,主要解决电荷泵开关管的电气性能的可靠性问题。该电路主要采用迟滞比较器和触发器相结合的结构,保证PMOS开关管的衬底电位始终和源极、漏极中较高电压保持一致。仿真结果表明,在二倍压电荷泵上应用此衬偏电路,衬底电压始终保持在对应开关管的最佳电位,漏电流可以降低90%,电荷泵的工作效率可以提高4%。     

图形化蓝宝石衬底表面原位处理对GaN外延薄膜的影响

采用预铺Ga或NH_3氮化等方式原位处理图形化蓝宝石衬底(PSS)表面,然后外延生长了GaN薄膜,研究了PSS表面预处理对GaN薄膜表面形貌、晶体质量以及残余应力的影响。结果显示,PSS经过预铺Ga后生长的GaN薄膜具有平滑的表面和清晰平直的原子台阶,且位错密度最低;氮化后生长的GaN薄膜原子台阶较宽,螺型位错密度较低;衬底未经表面处理生长的GaN薄膜,原子台阶模糊,位错密度最高;同时,与氮化或未经预处理的方法相比,经过预铺Ga的方式预处理PSS表面后生长的GaN薄膜残余应力最小。分析认为,预铺Ga、氮化等方式处理衬底表面,改变了PSS微结构,有利于生长表面平滑、晶体质量高、残余应力小的GaN薄膜。     

纳米压印光刻技术

为了避免纳米压印光刻技术与光刻技术混淆，纳米压印光刻技术严谨的专业术语定义是：不使用光线或者辐射使光刻胶感光成形，而是直接在硅衬底或者其他衬底上利用物理学机理构造纳米级别的图形。这种纳米成像技术真正地实现了纳米级别的图形印制。     

氮化镓薄膜的研究进展

主要讨论了Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体材料氮化镓(GaN)薄膜的制备工艺、掺杂、衬底和缓冲层等相关问题，并提出了目前GaN研究中所面临的主要问题以及氮化镓材料的应用前景。     

低缺陷密度和平整表面的硅基砷化镓外延

Device-quality GaAs thin films have been grown on miscut Ge-on-Si substrates by metal-organic chemical vapor deposition. A method of two-step epitaxy of GaAs is performed to achieve a high-quality top-layer. The initial thin buffer layer at 360 ℃ is critical for the suppression of anti-phase boundaries and threading dislocations. The etch pit density ofGaAs epilayers by KOH etching could reach 2.25 × 10^5 cm^-2 and high-quality GaAs top epilayers are observed by transmission electron microscopy. The band-to-band photoluminescence property of GaAs epilayers on different substrates is also investigated and negative band shifts of several to tens of meVs are found because of tensile strains in the GaAs epilayers. To achieve a smooth surface, a polishing process is performed, followed by a second epitaxy of GaAs. The root-mean-square roughness of the GaAs surface could be less than 1 nm, which is comparable with that of homo-epitaxial GaAs. These low-defect and smooth GaAs epilayers on Si are desirable for GaAs-based devices on silicon substrates.     

类单晶PZT纳米纤维的静电纺丝制备探索

以硝酸锆（Zr（NO3）4·5H2O）,乙酸铅（Pb（CH3COO）2·3H2O）,钛酸四丁酯（Ti（OC4H9）4）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为原料,采用sol-gel和静电纺丝法,结合烧结工艺首次制备了在准同型相界附近的类单晶PZT纳米纤维.利用热重分析、X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜等表征方法,对类单晶PZT纤维的热分解过程、晶体结构、微观相貌和形成机理等进行了分析和解释.研究结果表明：经过400℃预退火0.5h以及750℃烧结2h后,可形成具有类单晶结构的PZT纳米纤维,纤维直径约在80 ～ 100 nm左右,晶体结构为典型的钙钛矿相.形成这种类单晶结构的主要机理是在预退火期,有机物充分分解形成无规则非晶网络,随着烧结温度的升高,取向基本一致的小晶粒经历了形核、长大、吞噬,最终形成类单晶纳米纤维.在准同型相界附近的类单晶PZT纳米纤维在纳米压电器件和微机电系统领域具有广泛的应用前景.     

我国研制成功304.8mm锗单晶

近日,我国第一根直径304.8 mm红外光学锗单晶于北京国晶辉红外光学科技有限公司研制成功,这是自1979年研制成功254 mm锗单晶20多年以来我国锗单晶生产技术的新突破。它标志着我国锗单晶的研制水平又迈上了一个新台阶。我国研制成功304.8mm锗单晶     

基于数值模拟的MOCVD反应器设计与优化

介绍了垂直喷淋式MOCVD反应器的最新计算机模拟仿真结果,并根据仿真结果对反应器的结构和参数进行了优化设计,应用在自行研制的用于GaN和四元化合物材料生长的设备中。     

单晶铝孔洞生长的分子动力学模拟

用分子动力学方法模拟不同晶向单轴加载过程中,单晶铝中微纳米孔洞(约1.6 nm)的生长及周围区域的变形过程。为研究晶向对孔洞生长的影响,对具有相同初始孔洞体积分数的两个晶向进行拉伸加载,并对不同温度影响进行研究。结果表明:A晶向(x-[100],y-[010],z-[001])的形变机制主要是{111}晶面部分位错引起的堆垛层错,B晶向(x-[-110],y-[111],z-[11-2])主要是位错的移动与堆积;B晶向比A晶向的位错成核应力大;B晶向屈服应力比A晶向对温度敏感。