1 大连民族学院 理学院 光电子技术研究所, 辽宁 大连116600
2 中国科学院 物理研究所 凝聚态物理国家实验室, 北京100080
研究了以金属有机化学气相沉积方法生长在SiNx掩模层的GaN的应力状态, 以及应力对光学性质的影响。通过微区拉曼光谱对应力进行了表征, 结果显示, 随着SiNx掩模淀积时间的增加, 其上生长的GaN应力会相应地, 释放。相应地,低温光致发光测试显示, 施主束缚激子发光峰峰位出现明显的红移。我们认为, 随着SiNx掩模淀积时间的增加, 掩模覆盖度的增大, 促进了侧向外延的生长, 释放了压应力, 进而影响了材料的光学性质。
氮化镓 金属有机化学气相沉积 应力 原位氮化硅掩膜 GaN MOCVD stress porous SiNx interlayers
1 大连民族学院 理学院 光电子研究所,辽宁 大连116600
2 中国科学院 物理研究所 凝聚态物理国家实验室,北京100080
采用微区拉曼光谱对生长在湿法腐蚀获得的无掩膜周期性图形蓝宝石衬底上GaN材料做了研究,结果显示,侧向外延生长区域具有较低的压应力。采用湿法腐蚀结合原子力显微镜对材料的位错进行了表征,侧向外延区域显示了低的位错密度,具有较高的晶体质量。另外通过对不同生长区域的拉曼纵光学声子与等离子体激元形成的耦合模高频支进行拟合,结果显示侧向外延区域具有较低的背底载流子浓度。研究认为,由于采用图形衬底,侧向外延区域悬空生长降低了位错密度,同时侧向外延区域不与蓝宝石接触,因此采用该方法生长的GaN材料具有较低的压应力和较低的背底载流子浓度。
氮化镓 金属有机化学气相沉积 微区拉曼光谱 GaN MOCVD Micro-Raman spectroscopy
1 兰州大学,物理科学与技术学院,甘肃,兰州,730000
2 中国科学院,物理研究所,凝聚态国家实验室,北京,100080
3 东南大学,MEMS教育部重点实验室,江苏,南京,210096
GaAs (110)衬底上生长GaAs外延层时,不同生长条件下存在单层和双层两种生长模式,对应反射高能电子衍射(RHEED)强度振荡呈现出单双周期的变化.通过透射电子显微镜(TEM)、室温和低温光荧光谱(PL谱)对两种生长模式下的样品进行了测量.结果表明,量子阱样品在双层生长模式下光学性能较差,单层生长模式下光学性能比较好,但是量子阱界面会变得粗糙.利用这一特点,采用RHEED强度振荡技术,能够实现在GaAs(110)衬底上生长高质量量子阱.
光荧光谱 砷化镓 量子阱 分子束外延
1 中国科学院上海技术物理研究所,红外物理国家重点实验室,上海,200083
2 中国科学院物理研究所,北京,100080
GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器由于其所依据的GaAs基材料较为成熟的材料生长和器件制备工艺,使其特别适合于高均匀性、大面积红外焦平面的应用.报道了甚长波256×1元GaAs/A1GaAs多量子阱红外焦平面器件的研制成果,探测器的峰值波长为15 μm,响应带宽大于1.5 μm.在40 K工作温度下,器件的平均黑体响应率Rp=3.96×106 V/W,平均黑体探测率为D*b=1.37×109 cm·Hz1/2/W,不均匀性为11.3%,并应用研制的器件获得了物体的热像图.
量子阱 焦平面 甚长波 红外探测器
1 山东大学,信息科学与工程学院,山东,济南,250100
2 山东大学,物理与微电子学院,山东,济南,250100
3 青岛大学,机电工程学院,山东,青岛,266000
4 中国科学院,物理研究所,北京,100080
利用量子干涉效应,提出设计GaAs/AlxGa1-xAs量子阱红外探测器能带结构的方法.此法比K-P方法简便易行,而且随着势垒宽度的增加,两种方法所得结果趋于一致.这表明新方法更适合计算具有较宽势垒超晶格的电子态.另外,用新方法对超晶格样品的光电流谱进行了分析,所得结果比K-P方法更接近实验值.由此证实了量子干涉效应引起的电子能态的存在和新方法在量子阱红外探测器能带结构设计中的实用性.
红外探测器 超晶格材料 量子干涉效应 K-P方法 能带结构 Infrared photodetector Superlattice material Quantum interference effect K-P model Energy band structure
1 山东大学,物理与微电子学院,山东,济南,250100
2 山东大学,信息与工程学院,山东,济南,250100
3 中国科学院物理研究所,北京,100080
4 山东聊城大学,物理科学与信息工程学院,山东,聊城,252059
通过测量多量子阱材料的Raman散射谱,可以预测出:由该种材料制出的量子阱红外探测器的响应峰值波长.它既不需要实际制出量子阱红外探测器,也不需要对多量子阱结构材料进行抛光处理,方法简便,结果可靠.
量子阱红外探测器 响应峰值波长 Raman散射测量 quantum well infrared detector response peak wavel
1 山东大学物理与微电子学院,济南,250100
2 中国科学院物理研究所,北京,100080
在T=77 K,测量出掺杂(Si)GaAs/AlGaAs超晶格的拉曼散射谱,观察到拉曼位移分别为223 cm-1和422 cm-1的两个光散射峰.理论分析认为,这两个散射峰是掺杂超晶格的等离子激元与纵光学声子耦合模引起的.这种耦合模引起的光散射峰位置的理论计算值与拉曼测量结果相当一致.
超晶格 等离子激元 纵光学声子 耦合模 superlattice plasmon longitudinal optical phonon coupling modes
1 山东大学光电材料与器件研究所,济南,250100
2 中国科学院物理研究所,北京,100080
测量了GaAs/AlGaAs超晶格在T=77K时的光电流谱,发现在波数v=1589cm-1存在一个强电流峰.理论分析认为,该电流峰与超晶格界面的电子反射有关.据此算出的电流峰位置与实验观测结果一致.
超晶格 界面 电子反射 superlattice interface electron reflection
1 中国科学院上海技术物理研究所,红外物理国家实验室,上海200083
2 中国科学院物理研究所, 北京,100080
对GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器器件进行显微荧光光谱(μ-PL)测量,光谱中表征势垒、势阱基态间光跃迁能量位置的荧光峰直接与势垒中Al含量相关,通过光谱实验上对势垒和量子阱带间跃迁能量的确定并结合有效质量理论的计算,获得了Al组分和阱宽值，并由此推算出相应的红外探测响应波长,与光电流谱的实验结果相比吻合良好.这种材料的测量结果有利于器件制备的材料筛选.
量子阱红外探测器 多量子阱 光荧光 峰值响应波长. quantum well infrared photodetectors multi-quantum well photoluminescence peak response wavelength.
1 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家实验室,上海,200083
2 中国科学院北京物理研究所,北京,100080
在分子束外延生长量子阱材料过程中,分析了在不同的GaAs/AlGaAs异质结生长次序中Ga的解吸附速率不同和量子阱中掺杂的扩散造成量子阱结构的不对称,讨论了GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的性能参数相对于正负偏压的不对称性,并与金属有机化合物汽相沉淀法生长的量子阱材料和相应器件进行了比较.发现,采用分子束外延方法生长器件的不对称性更明显.
量子阱红外探测器 不对称性 解吸附速率. QWIP asymmetry desorptionrate.
