纳米硅镶嵌氮化硅薄膜的制备与光致发光特性

为研究氮化硅薄膜发光材料的制备工艺及其光致发光机制,实验采用射频磁控反应溅射技术与热退火处理制备了纳米硅镶嵌氮化硅薄膜材料.利用红外光谱(IR)、X射线衍射谱(XRD)、能谱(EDS)和光致发光谱(PL),对不同工艺条件下薄膜样品的成分、结构和发光特性进行研究,发现在制备的富硅氮化硅薄膜材料中形成了纳米硅颗粒,并计算出其平均尺寸.在510 nm光激发下,观察到纳米硅发光峰,对样品发光机制进行了讨论,认为其较强的发光起因于缺陷态和纳米硅发光.

高响应度GaN肖特基势垒紫外探测器的性能与分析

制作了反向饱和电流为5.5×10~(-14) A/cm~2,势垒高度为1.18eV的GaN肖特基势垒紫外探测器.测量了探测器分别在零偏压及反向偏压下的光谱响应度,响应度随反向偏压无显著变化,零偏压下峰值响应度在波长358.2nm处达到了0.214A/W.利用波长359nm光束横向扫描探测器的光敏面,测量了探测器在不同偏压下的空间响应均匀性,相应偏压下的光响应在光敏面中央范围内响应幅值变化不超过0.6%.光子能量在禁带边沿附近的光束照射下,GaN肖特基势垒紫外探测器存在势垒高度显著降低现象,这种现象在肖特基透明电极边沿及其压焊电极附近表现得更为突出.探测器在368和810nm波长光一起照射时的开路电压比只有368nm光照射时的开路电压大,而零偏压下两者的光电流近似相等.利用这种开路电压变化效应估算了探测器在368nm光照射下,表面被俘获空穴的面密度变化量约为8.4×10~(10) cm~(-2).

平面型InGaAs／InPAPD边缘提前击穿行为的抑制

平面型雪崩光电二极管（APD）在结弯曲处具有高的电场，导致在结边缘的提前击穿。运用FEMLAB软件对不同工艺流程制备的三种不同结构平面型InP／InGaAsAPD的电场分布进行了二维有限元模拟，在表面电荷密度为5×10^11cm^-2时分析了吸收层厚度、保护环掺杂浓度、保护环和中央结纵向及横向间距等因素对边缘提前击穿特性的抑制程度。比较了这三种结构的InP／InGaAsAPD在边缘提前击穿的抑制特性的优劣。通过理论研究对平面InP／InGaAsAPD进行了优化。

低功率消耗、响应快速的SOI基可变光学衰减器

采用绝缘体上Si(SOI)材料制作了马赫-曾德干涉型(MZI)SOI热光可变光学衰减器(VOA),利用隔热槽有效降低器件的功率消耗,提高响应速度.在1 510～1 610 nm波长范围内动态调节范围可达到0～29 dB.与未加隔热槽的相同结构光学衰减器相比,器件插入损耗和调制深度不受影响.最大衰减(29 dB)时功率消耗由360 mW降低为130 mW,器件响应速度提高1倍,响应时间由大于100 μs降为小于50 μs.

基于InP／空气隙布拉格反射镜的长波长谐振腔光电探测器

报道了一种长波长的InP基谐振腔(RCE)光电探测器．采用选择性湿法刻蚀，制备出基于InP／空气隙的分布布拉格反射镜，并将该结构的反射镜引人RCE光电探测器．制备的器件在波长1.510μm处获得了约59％的峰值量子效率，以及8GHz的3dB响应带宽，其中器件的台面面积为50μm * 50μm．

InGaAs/InGaAsP量子阱激光器材料带隙蓝移研究

为了在光开关器件的制作中实现低传输损耗的光波导，对InGaAs/InGaAsP分别限制异质结多量子阱(SCH-MQW)激光器结构进行了一系列带隙蓝移实验。将能量1～2MeV、注量1～5×10~(13)cm~(-2)的P~+注入到实验样品后，在700℃下快速热退火90s。发现光致发光谱的峰值位置发生蓝移9～89nm。蓝移量随着注入能量和注量的增大而增大，并且能量比注量对蓝移的影响更大。

GaAs太阳电池的质子辐照和退火效应（英文）

对AlGaAs/GaAs太阳电池进行了质子辐照和热退火实验。质子辐照的能量为325keV，辐照的剂量为5×10~(10)-1×10~(13)cm~(-2)。实验结果表明，质子辐照造成了GaAs太阳电池光伏性能的退化，其中短路电流的退化比其它参数的退化更为明显。退火实验结果表明，200℃的低温退火可以使得辐照后的电池的光伏性能得以部分恢复。此外，实验结果还指出，在GaAs太阳电池表面加盖一层0.5mm的硼硅玻璃盖片可以明显地减少质子辐照对GaAs太阳电池性能的损伤。

等边三角形、正方形和平行四边形微光学谐振腔品质因子的比较（英文）

采用时域有限差分和Pade近似计算了等边三角形、正方形和平行四边形微谐振腔的模式频率和品质因子，数值结果表明等边三角形谐振腔中的谐振模式具有较高的品质因子，这主要是由于等边三角形谐振腔中的模式在横向上得到了完全的限制，而在其它两种谐振腔中，模式在横向上只是得到部分限制。对于边长为4μm,折射率为3.2的等边三角形谐振腔，发现在1.55μm波长处的模式品质因子可达5.5×10~3。

组份线性渐变SiGe缓冲层的生长及其表征

采用阶跃式GeH_4流量增加和温度降低的方法，超高真空化学气相淀积系统中生长了线性渐变组份的SiGe缓冲层，并在其上生长出了弛豫的Si_(0.48)Ge_(0.32)外延层。俄歇电子能谱证实缓冲层Ge组份呈线性渐变。Raman散射谱得出上表层应变弛豫度为32%,与X射线双晶衍射结果符合得很好。腐蚀的样品观察到沿两个<110>方向规律性分布、大小和螺旋走向完全一致的位错团密度约5×10~7/cm~2。分析了位错团产生的原因。

GSMBE 生长掺杂 Si 及GeSi/Si合金及其电学性质研究

用气态源分子束外延法对Si及GeSi/Si合金进行了N、P型掺杂研究，结果表明，杂质在外延层中的掺入行为取决于生长过程中乙硅烷与相关掺杂气体的竞争吸附与脱附过程，所获得的N型及P型载流子浓度范围分别为1.5×10~(16)～4.0×10~(19)cm~(-3)及1.0×10~(17)～2.0×10~(19)cm~(-3),基于对n型Si外延材料中迁移率与杂质浓度、温度的关系，用Klaassen模型对实验结果进行拟合，分析了不同散射机制，特别是少数载流子电离散射对迁移率的影响。此外，样品的二次离子谱及扩展电阻分析表明，N、P型杂质浓度纵向分布较为均匀，无明显的偏析现象。

GaAs/GaAlAs中红外量子阱探测器和双色量子阱红外探测器

报道GaAs/GaAlAs中红外(3～5μm)量子阱探测器和双色量子阱红外探测器的制备和性能。GaAs/GaAlAs中红外量子阱探测器是光伏型,探测峰值波长为5.3μm,85K下的500K黑体探测率为3.0×10~9cm·Hz~(1/2)/W,峰值探测率达到5×10~(11)cm·Hz~(1/2)/W,阻抗为50MΩ。GaAs/GaAlAs双色量子阱红外探测器是偏压控制型的两端器件,在零偏压下该探测器仅在3～5μm波段有响应,响应峰值波长为5.3μm,85K温度下550K黑体探测率为3.0×10~9cm·Hz~(1/2)/W,当偏压为2V时,该探测器的响应切换到8～12μm波段,峰值响应波长为9.0μm,85K温度下的黑体探测率为1.0×10~9cm·Hz~(1/2)/W。

静压下GaAs1—xPx：N（x≤0.88）中N等电子陷阱的束缚激子发光

国家自然科学基金

次生林林窗光环境时空特征及其对下层植被的影响

林窗是森林中经常发生的重要中小尺度干扰，在森林天然更新中起着重要作用。灌木和草本植物通过与乔木幼苗竞争林窗资源（尤其是光）而影响林窗树种更新，因此，研究林窗光环境时空特征及其与下层植被关系对揭示林窗树种更新机制具有重要意义。然而，林窗光环境的时空异质性及有效测量方法的缺乏导致这方面研究很少。本研究提出了林窗立体结构的相片测量法；基于林窗立体结构、坡度和坡向改进了目前广泛用于估测林窗光环境的林窗光指数(gap light index, GLI)模型，并提出了林窗内任意位置最大光照时长(potential sunshine duration, PSD)的计算方法；采用改进的GLI和PSD分析了东北次生林3个不同大小林窗（110，270，510 m2）及其对应的9个模拟林窗中2007年光环境的时空特征；通过在12个人工林窗中连续3年的植被调查，研究了林窗形成后前3年下层木本和草本植物对4个光强梯度的响应，主要结论如下： 1. 林窗立体结构和光环境的测量方法：1) 等角椭圆扇形法计算的林窗面积比目前使用较多的等角多边形法具有更高的精度；2) 半球面影像法可以测量林窗面积和形状，且精度较高；3) 双半球面影像法不仅可以测量林窗面积、形状，还可以测量任意方位林窗边缘木高度；4) 改进的GLI可以快速、精确计算林窗任意位置的直射光和散射光；5) PSD可用于分析林窗光照强度时空特征。 2. 东北次生林林窗光环境时空特征：1) 水平空间结构（地面层）：光环境空间异质性高，最大值位于林窗北部，坡向对光分布格局影响大而对光强影响小，光强随林窗面积的增大和边缘木高度的降低而增加；2) 垂直空间结构（林窗南北轴）：不同高度层光强最大值均位于林窗南北轴中心偏北，南北轴距地面越高光强最大值则越靠近轴中心；光强随距地面高度下降而衰减，最大衰退速率点位于轴中心偏南，靠近该点光强衰退线呈指数形，远离该点则趋于直线形；3) 光成分特征（地面层南北轴）：南坡林窗整个南北轴上直射光大于散射光，北坡模拟林窗南半轴散射光大于直射光，而北半轴相反；南坡林窗中直射光的均值及其变化范围都比其对应的北坡模拟林窗大，然而，坡向对散射光影响不大；南坡林窗和北坡模拟林窗北半轴的全光和直射光均比南半轴大，但散射光没有这种显著的规律；4) 时间特征：不同月份PSD在相同大小林窗中分布格局十分相似，6月份林窗中被光照射面积和PSD均值最大，而10月份最小；各月PSD在南北轴上从南到北逐渐增加，在东西轴上自西向东缓慢增加。 3. 林窗早期下层植被对光强梯度的响应：1) 木本植物物种丰富度随光照强度的增加而增高，且在林窗形成后的第2和3年均存在显著相关性；2) DCA排序第一轴表明，木本植物物种组成仅第1年在4个光强梯度间存在显著差异，而在各年间存在显著差异；草本植物物种组成在4个光强梯度上存在显著差异，但在各年间不存在显著差异；3) 木本植物生物体积(biovolume)随光强梯度升高而增加，而植株密度不存在显著变化；生物体积逐年增加，平均年增长率为20.3%，植株密度逐年下降，平均年减少率为30.0%；4) 草本层盖度和高度在4个光强梯度间均不存在显著差异，但在林窗形成后的第2、3年均显著比第1年大。

远紫外辐射对紫杉幼苗针叶膜脂过氧化及内源保护系统的影响

为了探讨远紫外辐射对植物的损伤机理和紫杉的濒杉机制，本文就远紫外辐射对紫杉幼苗针叶膜脂过氧化及内源保护物质的影响进行了模拟研究，初步得到如下结果：UV-C 辐射紫杉针叶离体叶绿体可使膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量增加，类胡萝卜素含量和光系统II（PS II）电子传递少性下降。UV-BC 辐射紫杉幼苗针叶可使叶绿体超氧离子自由基（O~-_2)，单线态氧（~O_2)，针叶有机自由基产额和H_2O_2含量有不同程度增加。针叶MDA，组织自动氧化速率及质膜相对透性也随辐射时间进程面增加。UV-BC处理初期超氧化物歧化酶（SOD），过氧化氢酶（CAT）活性及谷胱甘肽（GSH）含量均被诱导增高，21d后SOD活性开始下降，而GSH 含量和CAT活性始终高于对照。维生素C（ASA），类胡萝卜素（Car)，叶绿素（chl），PS II 电子传递活性在处理期间始终呈下降趋势，其中ASA下降最明显。可溶性蛋白21d前变化不大，之后开始下降。外源活性氧清除剂苯甲酸钠和抗坏血酸对针叶膜脂过氧化有抑制作用；甲基紫精和DDC 对针叶膜脂过氧化有促进效果。根据上述结果推测，紫杉的UV-BC伤害可能是由于活性氧产生过剩和清除系统水平下降，而引起的膜脂过氧化损伤。