材料能带以及缺陷能级状态是窄禁带半导体材料芯片制造过程中的重要参数。红外调制光致发光（Photoluminescence, PL）光谱仪是一种无损的有效检测技术。利用该技术对不同的窄禁带半导体材料进行了检测，然后用线型拟合光谱揭示了不同能级间的电子跃迁，并对结果进行了分析。结果表明，红外调制PL光谱是一种有效的材料能带和缺陷能级研究方法。
窄禁带半导体材料 PL光谱 能级跃迁 缺陷能级 narrow bandgap semiconductor materials PL spectra band transition defect energy level
西北工业大学, 凝固技术国家重点实验室, 陕西 西安 710072
采用熔体法生长Ⅱ-Ⅵ族碲化物体单晶时, 不同的生长条件及热经历过程会导致生长态晶体材料中, 占主导的点缺陷类型存在较大的差异, 进而影响了晶体的物理性能及器件的使用。 低温光致发光(PL)谱作为一种无损检测方法, 可以用于研究不同条件下生长的Ⅱ-Ⅵ族碲化物体单晶中的点缺陷和杂质的能级状态。 对比富Te条件下生长的未掺杂ZnTe和CdTe晶体在8.6 K下的PL谱可以发现, 电阻率较低的p型ZnTe晶体, 其PL谱中, 电子到中性受主复合发光峰(e, A0)强度高于施主-受主对复合发光峰(DAP), 而高电阻率阻n型CdTe晶体则刚好相反, 这可能是由于生长速率及降温过程的热经历不同导致占主导的本征点缺陷类型不同造成的。 按化学计量比生长的未掺杂CdZnTe晶体, 其PL谱中自由激子发光峰(D0, X)占主导, 而(e, A0)峰强度高于DAP峰, 变温PL谱测试表明当温度高于15 K时, (e, A0)峰与DAP峰逐渐叠加在一起。 In掺杂导致在富Te条件下生长的CdZnTe晶体的PL谱中产生明显的A中心复合发光峰, 与导带的能量差约为0.15 eV, 主要与In补偿Cd空位形成的复合体［In+CdV2-Cd］-有关, 且其强度与In掺杂元素的含量成正比。
Ⅱ-Ⅵ族碲化物 光致发光谱 点缺陷 掺杂 Ⅱ-Ⅵ group telluride PL spectra Point defects Dopant
本文以拉曼光谱, PL光谱等表征手段研究准分子激光辐照氧化锌晶格微结构及其光谱性能的影响。当能量密度超过一定阈值时, 会造成晶格畸变, 诱导产生附加的拉曼振动模式: 布里渊区A点的TA模, 位于70 cm-1左右以及500~600 cm-1之间的LO模。准分子激光辐照与未辐照区之间存在晶格畸变逐渐减弱的过渡区。采用共聚焦的方法, Z-向逐点扫描, 可以估算一定激光能量密度下, 辐照对氧化锌材料的影响区深度。
激光辐照 氧化锌单晶 拉曼 PL谱 laser irradiation ZnO crystal Raman PL spectra
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 近代物理研究所, 甘肃 兰州 730000
通过红外光谱和荧光发射光谱分别对600 keV、4 MeV和5 MeV Kr离子辐照的SiO2进行发光特性的研究。在低能量辐照体系中, 简单色心(F2色心)的形成在损伤过程中占据主导地位, 其主要诱发蓝光发射带; 在高能离子辐照条件下, 离子径迹上的能量密度较大, 因此缺陷浓度的增大产生了一些缺陷团簇和离子径迹, 形成了复杂的色心(F+2和F+3色心等)并诱发了强烈的绿光发射带和红光发射带。该实验结果与能量损失过程中统一热峰理论模型(一个综合的基于电子能损与核能损的非弹性碰撞模型和弹性碰撞模型)的模拟结果能够很好地吻合, 表明在keV～MeV能区上存在电子能损过程与核能损过程的协同效应。
重离子辐照 色心发光 热峰模型 heavy ion irradiation color centers PL PL spectra thermal spike
1 College of Materials Science and Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China
2 Key Laboratory of Eco-chemical Engineering (Ministry of Education) and College of Chemistry and Molecular Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China
Frontiers of Optoelectronics
2011, 4(2): 156
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安710119
2 中国科学院研究生院，北京100049
3 吉林大学 集成光电子国家重点实验室，吉林 长春130012
用金属有机物化学气相淀积法(MOCVD)在GaSb衬底上生长InAs/GaSb超晶格，探索了最佳的生长厚度，优化了各种生长参数，并且分析了源流量控制的重要性.得到的超晶格材料的光致发光(PL)谱、X射线双晶衍射图以及表面形貌图表明，生长的超晶格材料可以响应10 μm的长波，且具有良好的表面形貌和外延层质量.
InAs/GaSb超晶格 禁带宽度 金属有机物化学气相淀积法(MOCVD) 原子力显微镜(AFM) 光致发光(PL)谱 InAs/GaSb superlattice band gap metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) atomic force microscope(AFM) PL spectra
1 中国科学院近代物理研究所, 甘肃 兰州 730000
2 兰州大学物理科学与技术学院, 甘肃 兰州 730000
利用320 kV高压综合实验平台，通过6 MeV Xe离子辐照Eu掺杂氧化镁(MgO)单晶样品对其光致发光现象进行了研究。Xe离子辐照后，样品380~550 nm的发光带出现先减弱后增强的现象，400~450 nm处出现了平坦的较宽的蓝色发光带，经拉曼光谱和红外光谱的综合分析可知离子辐照能够使掺杂的Eu很好的进入晶体内部形成稳定的缺陷类型，产生更好的发光效果。
光谱学 重离子辐照 稀土掺杂发光 光致发光(PL)光谱 激光与光电子学进展
2011, 48(5): 051601
1 南开大学 物理科学学院, 天津 300071
2 南开大学 弱光非线性光子学材料先进技术及制备教育部重点实验室, 天津 300457
测量了不同阱宽In0.2Ga0.8As/GaAs单量子阱的PL谱的峰值波长和荧光谱线半峰全宽随温度的变化。利用Varshni公式对实验峰值波长进行拟合, 得到了新的参数。结果表明, 无位错应变量子阱带隙仍具有其体材料的特性: 荧光谱线半峰全宽随温度升高迅速展宽, 这主要归因于声子关联作用增强和激子热离化为自由载流子所致; 阱宽越窄荧光峰值能量越高, 将其与量子尺寸效应的理论计算结果进行了比较。文中还考察了谱线半峰全宽和阱宽的关系, 利用合金无序对这一现象进行了解释。
单量子阱 PL谱 温度 荧光峰半峰全宽 In0.2Ga0.8As/GaAs In0.2Ga0.8As/GaAs SQW PL spectra temperature FWHM
聊城大学 物理科学与信息工程学院,山东 聊城 252059
采用激光脉冲沉积法在Si(100)衬底上生长ZnO薄膜,衬底温度分别为室温,200 ℃,300 ℃,400℃和500 ℃。用X射线衍射仪、拉曼光谱、扫描电子显微镜对薄膜的微结构进行了测量,并测量了室温下薄膜的光致发光特性。结果表明,300 ℃时,ZnO具有最佳择优取向,随着衬底温度升高,衍射峰半峰全宽减小,薄膜晶粒尺寸增大,400 ℃时,薄膜具有各向等大的晶粒尺寸。同时拉曼谱结果显示,薄膜内部的缺陷随衬底温度变化无明显差别,应力表现为张应力,400 ℃时应力最小,紫外发光峰在衬底温度为400 ℃时最强,而黄绿光带最弱。在减少薄膜缺陷,提高择优长向和晶粒尺寸的同时,使晶粒横向尺寸和纵向尺寸尽可能相同,可极大提高薄膜的发光特性。
薄膜光学 半导体材料 ZnO薄膜 光致发光谱 衬底温度
北京工业大学，北京光电子技术实验室，北京 100022
对利用EMCORE D125 MOCVD系统生长的以CCl4为掺杂源，分析不同C掺杂浓度的GaAs外延层光学特性。通过PL、DC XRD测试手段研究了掺C GaAs层，随C掺杂浓度增加，禁带宽度收缩，PL谱峰值半宽增大，晶格常数减小。
光电子学 GaAs掺杂 光荧光谱 X射线衍射 optelectronics GaAs doping PL spectra DC XRD
