光子晶体对nc-Ge/Si岛发光增强的模拟

在Si基集成光电子学的发展中,高效的Si基光源是人们不懈追求的目标.但是Si材料的间接带隙特性导致其发光效率低,更谈不上受激发射.于是人们探索了多种Si基材料体系来提高Si材料的发光效率,并在不同程度上取得了重要的进展.在众多的Si基发光材料体系中,Ge/Si量子点材料,不仅生长工艺与标准的CMOS工艺有很好的兼容性,而且发光波长能够覆盖重要的光通信波段即1.3～1.55 μm,因此成为实现Si基发光器件的重要途径之一.但是目前这种材料的发光效率仍很低,所以提高其发光效率自然成为人们关注的焦点.如果将光子晶体引入到nc-Ge/Si材料中,它不仅可以改变材料本身的自发发射特性,而且可以改变发射的光子的提取效率,从而使材料的发光效率得到增强.提出了在Ge/Si量子点材料中引入光子晶体结构来提高其发光效率,包括光子晶体点缺陷腔结构和带边模式工作的完整光子晶体结构,并从理论上分析了发光效率提高的原理.针对发光波长在1.5 μm附近的材料结构,模拟出了相应的光子晶体的结构参数.从模拟结果可以看出,对于缺陷腔的光子晶体结构,采用单点缺陷微腔很好地实现了单模运作,但是微腔内有源材料的体积很小,因此得到的发光效率很低.而采用耦合缺陷腔的结构和H2腔都增加了腔内有源区的体积.但是耦合腔与H2腔相比,谐振腔模减少,主谐振模式的峰值强度增加,更容易实现单模发光.因而更适用于提高nc-Ge/Si的发光效率.而带边模式工作的光子晶体结构,尺寸较大,不需引入缺陷,工艺上更容易实现.

Mn注入 n型 Ge单晶的特性研究

采用离子能量为 100keV,剂量为 3× 1016cm- 2的离子注入技术,室温下往 n型 Ge( 111)单晶 衬底注入 Mn+离子,注入后的样品进行 400℃热处理.利用 X-射线衍射法 (XRD)和原子力显微 镜( AFM)对注入后的样品进行了结构和形貌分析, 俄歇电子能谱法 (AES)进行了组分分析,交变 梯度样品磁强计( AGM)进行了室温磁性测量.结果表明原位注入样品的结构是非晶的,热处理后 发生晶化现象.没有在样品中观察到新相形成. Mn离子较深的注入进 Ge衬底,在 120 nm处 Mn原子百分比浓度达到最高为 8%.热处理后的样品表现出了室温铁磁特性.

Si基片上掺Ge SiO2的火焰水解法制备

用火焰水解法在单晶Si片上沉积了掺Ge的SiO2(GeO2-SiO2)粉末,随后在高温炉中将此粉末烧结成玻璃.用光学显微镜观察了样品表面形貌,研究了不同的烧结工艺对样品形貌的影响.用X射线光电子能谱检测了样品的元素组成,并用棱镜耦合法测量了样品的折射率和厚度.结果表明,用适宜的工艺条件制备出的掺Ge的SiO2具有表面平整光滑,折射率和厚度可调等优点,适合用作Si基SiO2波导器件的芯层.

小尺寸Si/Ge量子点内应变和组分的拉曼光谱表征

本文详细地研究了原始生长和退火处理后的Si/Ge量子点的拉曼光谱.我们观测到了Si/Ge量子点的一系列本征的拉曼振动模以及Ge-Ge模的LO和TO声子峰间4.2cm-1的频率劈裂.通过这些参数, 我们自洽地确定了原始生长的平面直径为20nm和高为2nm的Si/Ge量子点内Ge的平均组分为80%,平均应变为-3.4%.分析清楚地表明了这种小尺寸的Si/Ge量子点内的应变仍遵从双轴应变,并且应变的释放主要由量子点和Si隔离层间Si-Ge原子互扩散决定.

Ge/Si量子点的生长研究进展

要有效应用SK模式生长的Ge量子点,必须实现Ge量子点的位置可控并且进一步缩小Ge量子点的尺寸.阐释了这方面的研究进展,特别对图形衬底生长Ge量子点,利用Si表面的自组织性在错切割的邻晶面衬底上生长有序Ge岛,表面杂质诱导成岛这三个方面的进展加以介绍分析.

自组装Ge/Si量子点的研究进展

回顾与总结了该实验室对自组装Ge/Si(001)量子点的近期研究进展.着重介绍了生长在Si(001)衬底上的Ge量子点的形貌演变过程;多层Ge量子点的结构分析;Ge量子点结构的光学电学性质的表征;以及提高Ge量子点尺寸和分布均匀性的各种方法.

在Si衬底上自组装生长Ge量子点研究进展

在Si衬底上自组装生长纳米尺度的Ge量子点，由于三维量子限制效应的贡献，能够在能带结构上对 Si、Ge天然材料的间接带特性实施准直接带结构的改性，使激子行为和带间复合跃迁得到大幅度增强，同时Ge量子点的可控有序相关排列还有助于发展新一代的Si基电子波量子器件．文章回顾了自20世纪80年代末至今Ge/ Si量子点生长研究的重要进展，对其潜在的重要应用作出了评述．结合作者自己的研究结果，着重介绍了Ge量子点的生长动力学及其形态的演变过程，指出自组装生长的Ge/Si量子点属Ⅱ型能带结构，其发光效率比一维量子阱有很大增强．探讨了用模板衬底实现对Ce量子点尺寸和分布的有序可控生长方法与途径．

空间实用背场Si太阳电池和GaAs/Ge太阳电池性能随质子辐照注量变化的比较

研究了空间实用背场Si太阳电池和GaAs/Ge太阳电池性能随质子辐照注量1 * 10~9 ～ 5 * 10~(13) cm~(-2)的变化。实验表明，两种太阳电池的电性能随辐照注量增加有不同的衰降趋势，背场Si太阳电池性能参数I_(sc)、V_(oc)和P_(max)衰降变化快，辐照注量为2 * 10~(10)cm~(-2)时，P_(max)就已衰降为原值的75％；而GaAs/Ge电池对应相同的衰降辐照注量达8 * 10~(11)cm~(-2), 且其I_(sc)、V_(oc)和P_(max)衰降变化起初缓慢，当辐照注量接近3 * 10~(12)~(-2)时才迅速下降。背场Si电池和GaAs/Ge电池性能衰降分别与擀子辐照引入的E_v + 0.14eV及E_v + 0.43eV和E_c - 0.41eV深能级有关。

Quantum Confinement Effects in Strained Si Ge/Si Multiple Quantum Wells

于2010-11-23批量导入

MBE生长应变Si（1-x）Ge_x/Si MQW结构中Ge分布的计算

根据MBE实际生长条件，采用在应变Si_(1-x)Ge_x/Si MQW结构中同应变相关的Ge的扩散系数，用生长过程的移动边界条件，求解了Ge在Si_(1-x)Ge_x/Si MQW中的扩散方程，模拟出了MQW的畸变，指出了这种畸变具有固定的不对称性，并分析了不同生长温度、应变及阱宽情况下MQW畸变。

利用快速热退火在n-GaAs上形成Ge/pdge欧姆接触

利用Ge/Pd/GaAs结构和快速热退火工艺在n-GaAS上形成低阻的欧姆接触.研究了比接触电阻率与退火的温度和时间关系,400～500℃之间退火的欧姆接触的比接触电阻率为～10~(-6)Ω·cm~2.接触层的表面光滑、界面平整.利用俄歇电子谱(AES)和二次离子质谱(SLMS)揭示和讨论了比接触电阻率的欧姆接触形成的机理.

应变（Ge）5/（Si）5超晶格的光学增益

于2010-11-23批量导入

NiIn（Ge）/n-GaAs欧姆接触的研究

于2010-11-23批量导入