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.

Characterization of Phosphorus Diffused ZnO Bulk Single Crystals

Phosphorus was diffused into CVT grown undoped ZnO bulk single crystals at 550 and 800℃ in a closed quartz tube. The P-diffused ZnO single crystals were characterized by the Hall effect, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS）, photoluminescence spectroscopy （PL）, and Raman scattering. The P-diffused ZnO single crystals are n-type and have higher free electron concentration than undoped ZnO, especially for the sample diffused at 800℃. The PL measurement reveals defect related visible broad emissions in the range of 420-550nm in the P-diffused ZnO samples. The XPS result suggests that most of the P atoms substitute in the Zn site after they diffuse into the ZnO single crystal at 550℃ ,while the P atom seems to occupy the O site in the ZnO samples diffused at 800℃. A high concentration of shallow donor defect forms in the P-diffused ZnO,resulting in an apparent increase of free electron concentration.

HIT太阳电池中ITO薄膜的结构和光电性能

采用射频磁控溅射技术在不同射频功率下沉积了ITO薄膜,并将其应用于HIT太阳电池.分析了薄膜的结构、光电特性.结果表明,在120W时制备的薄膜很好地兼顾了电阻率和光透过率,其电阻率为3.48×10~(-4)Ω·cm、在350～800 nm波段的平均光透过率为87.1%,将其应用于HIT太阳电池上,电池的转换效率可达13.38%.

1550nm偏振不灵敏半导体光放大器的研制

研制了有源区为InGaAs张应变体材料的1．55μm偏振不灵敏半导体光放大器（SOA）。采用束传播法计算了偏离镜面垂直方向7°的埋层波导结构模式场分布，并用平面波展开法设计了多层抗反射膜，在TE模和TM模反射率同时小于10^-4时膜厚允许误差为3％。对放大自发发射谱（ASE）和增益谱的分析表明，他们具有基本一致的偏振灵敏度。对一腔长800μm的SOA在注入电流250mA时，测量得出TE模和TM模的ASE谱偏振灵敏度小于0．5dB，增益谱3dB带宽为63nm，1550nm处光纤到光纤增益为11．9dB，3dB饱和输出功率为5．6dB，在1570nm处的噪声指数为7．8dB。而一腔长1000μmSOA耦合封装后得到的最大增益为15dB。

低能碳离子束沉积（111）织构的立方SiC薄膜

在硅衬底上利用具有质量选择功能的低能离子束沉积技术沉积碳离子制备出除碳、硅之外无其他杂质元素的纯净的立方SiC薄膜．利用X射线光电子谱、俄歇电子能谱、X射线衍射对样品进行了表征．结果显示常温和400℃制备的样品为非晶结构，在800℃制备的样品由一富碳的表面层和有着良好化学计量比的SiC层组成，碳化硅晶体薄膜是（111）织构的．通过分析可知衬底温度、离子沉积能量和样品保温扩散时间等因素综合在一起对于在硅上沉积SiC薄膜起着重要作用．远远大于TRIM预测厚度的SiC薄膜的获得是高的衬底温度、一定注入能量的碳离子引起的增强扩散以及通道注入效应综合作用的结果。

非晶／微晶相变域硅薄膜及其太阳能电池

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF—PECVD)法，成功制备出从非晶到微晶过渡区域的硅薄膜．样品的微结构、光电特性及光致变化的测量结果表明这些处于相变域的硅薄膜兼具非晶硅优良的光电性质和微晶硅的稳定性．用这种两相结构的材料作为本征层制备了p-i-n太阳能电池，并测量了其稳定性．结果在AM1．5(100mW／c^m2)的光强下曝光800-5000min后，开路电压略有升高，转换效率仅衰退了2．9％．

掺铒纳米晶硅和掺铒非晶纳米硅薄膜的发光性质

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备含有纳米晶硅的SiO2(NCSO)和含有非晶纳米硅颗粒的氢化非晶氧化硅(a-SiOx:H)薄膜.采用离子注入和高温退火方法将稀土Fr掺入含有纳米晶硅(nc-Si)和非晶纳米硅(a-n-Si)颗粒的基体中.利用IFS/20HR傅里叶变换红外光谱仪和微区拉曼散射光谱仪研究含有纳米晶硅和非晶纳米硅颗粒的薄膜掺稀土前后的发光特性.结果表明来自nc-Si在800 nm的发光强度比来自a-SiOx:H基体中非晶纳米硅的发光强度高近一个数量级,而来自a-SiOx:H在1.54 μm的发光强度比NCSO高4倍.还研究了掺铒a-SiOx:H薄膜中Si颗粒和Er3+的发光强度随退火温度的变化,结合掺铒纳米晶硅和非晶纳米硅薄膜发光强度随Er掺杂浓度变化和Raman散射等的测量结果,进一步明确指出a-Si颗粒在Er3+的激发中可以起到和nc-Si同样的作用,即作为光吸收介质和敏化剂的作用

带有锥形增益区14xxnm量子阱激光器的研制

利用MOCVD生长了14xxnm AlGaInAs/AlInAs/InP应变量子阱外延片.采用带有锥形增益区脊型波导结构和普通条形脊型波导结构在相同的实验条件下制作800μm腔长激光器管芯,在相同的驱动电流下前者可以获得更高的输出光功率,而且P-Ⅰ曲线线性度较好、饱和电流高.1200μm腔长带有锥形增益区脊型波导结构管芯功率达到500mW,饱和电流3A以上,峰值波长1460nm,远场发散角为39°×11°.

InGaAlN四元合金的光学性质和低维结构

研究了用MOCVD方法生长InGaAlN四元合金材料的生长规律,发现生长温度在800～880 ℃, 其In组分随生长温度升高而降低. 用变温光致发光谱和时间分辨谱研究了InGaAlN的光学性质.光致发光谱表明InGaAlN的发光强度随温度衰减规律与InGaN类似,但比GaN慢,室温下比GaN的发光强度大1个数量级以上.时间分辨光谱表明,在InGaAlN中存在低维结构的铟聚集区--在没有高温GaN中间层的InGaAlN材料中存在类似量子盘的二维铟聚集区;而在有高温GaN中间层的InGaAlN材料中存在类似量子点的零维铟聚集区.

Improved Epitaxy of 3C-SiC Layers on Si(100) by New CVD/LPCVD System

Single crystalline 3C-SiC epitaxial layers are grown on φ50mm Si wafers by a new resistively heated CVD/LPCVD system, using SiH_4, C_2H_4 and H_2 as gas precursors. X-ray diffraction and Raman scattering measurements are used to investigate the crystallinity of the grown films. Electrical properties of the epitaxial 3C-SiC layers with thickness of 1 ～ 3μm are measured by Van der Pauw method. The improved Hall mobility reaches the highest value of 470cm~2/(V·s) at the carrier concentration of 7.7 * 10~(17)cm~(-3).

掺杂和热处理对纳ZnO薄膜气敏特性影响

用真空蒸发法在玻璃和单晶硅片上制备纯Zn和掺杂Zn薄膜，然后在高于450 ℃条件下进行氧化、热处理（玻璃衬底）获得良好的纳米ZnO薄膜和掺杂ZnO薄膜。对单晶硅衬底上制备的纯Zn薄膜在高于800 ℃温度条件下进行液态源掺杂，获得掺B和P纳米ZnO薄膜。实验表明，掺杂和热处理使纳米ZnO薄膜的结构、导电性能得到改善，有效地降低了纳米ZnO薄膜的电阻，同时薄膜的气敏特性也得到较大的改善。

离子能量和沉积温度对离子束沉积碳膜表面形貌的影响

利用质量分离的低能离子束沉积技术，得到了非晶碳膜。所用离子能量为50-200eV，衬底温度从室温到800℃。在沉积的能量范围内，衬底为室温时薄膜为类金刚石，表面非常光滑；而600℃下薄膜主要是石墨成分，表面粗糙。沉积能量大于140eV，800℃时薄膜表面分立着高度取向的、垂直衬底表面、相互平行的开口碳管。用高分辨电子显微镜看到了石墨平面的垂直择优取向，离子的浅注入和应用是这种优先取向的主要机理。

自组装InAs/GaAs量子点材料和量子点激光器

利用分子束外延技术和Stranski-Krastanow生长模式，系统研究In(Ga)As/GaAs,InAlAs/AlGaAs/GaAs,In(Ga)As/InAlAs/InP材料体系应变自组装量子点的形成和演化。通过调节实验条件，可以对量子点的空间排列及有序性进行控制，并实现了InP衬底上量子点向量子线的渡越。研制出激射波长λ=960nm，条宽100μm，腔长800μm的InAs/GaAs量子点激光器，室温连续输出功率大于1W，室温阈值电流密度218A/cm~2,0.53W室温连续工作寿命超过3000h。

用硅离子注入SiO_2层方法制备的纳米硅的光学性质

报道了用硅离子注入热氧化生长的SiO_2层后热退火的方法制备纳米硅样品,并在室温下测量了样品的光致发光谱及其退火温度的关系。实验结果表明,在800℃以下退火的样品的发光是由于离子注入而引入SiO_2层的缺陷发光,在900℃以上退火,才观察到纳米硅的发光,在1100℃下退火,纳米硅发光达到最强,纳米硅的发光峰随退火温度升高而红移呈量子尺寸效应。在直角散射配置下,首次观察到纳米硅的特征拉曼散射峰,进一步证实了光致发光谱的结果。

热退火对低温分子束外延GaAs材料深中心的影响

利用光致瞬态电流谱(Optical Transient Current Spectrum OTCS)研究了热退火对低温分子束外延GaAs材料深中心的影响。实验结果表明原生和退火的LT-GaAs中都存在三个主要的深中心LT_1、LT_2、LT_3，退火后各峰的相对强度变化很大，特别L_(LT1)/I_(LT3)=C由退火前的C>>1到退火后C<<1，退火温度越高，C值越小，这主要归因于热退火过程中砷的集聚与沉淀致使与砷反位缺陷As Ga及砷间隙A_(si)相关的Li_1能级浓度的下降，反之，与镓空位V_(Ga)相关的LT_3能级浓度上升。另外经800℃，10min热退火后，在LT_2峰处出现了负瞬态，可能是由于高温退火条件下形成的大尺寸，非共格砷沉淀与GaAs基体间的结构缺陷造成的。