Author Affiliations
Abstract
1 Department of Nanotechnology and Microsystems Engineering, Perm State University, Perm 614990, Russia
2 Perm Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Perm 614990, Russia
Density of dislocations in the near-surface layer was investigated in X-cut depending on thermal annealing in the temperature range of 400°C–600°C. A dynamic model of randomly distributed dislocations has been developed for by using X-ray diffraction. The experimental results showed that the dislocation density of the near-surface layer reached the minimum at the thermal annealing temperature of 500°C, with the analysis being performed when wet selective etching and X-ray diffraction methods were used. We concluded that homogenization annealing is an effective technique to improve the quality of photonic circuits based on . The results obtained are important for optical waveguides, -on-insulator-based micro-photonic devices, electro-optical modulators, sensors, etc.
lithium niobate etching pits near-surface layer density of dislocations annealing X-ray diffraction Chinese Optics Letters
2022, 20(6): 061601
1 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
2 中国科学院红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083
3 中国科学院大学,北京 100049
高性能碲镉汞红外探测器需要生长高质量的外延层。由于与碲镉汞具有完美的晶格匹配,体碲锌镉被认为是理想衬底。晶体材料在亚晶界缺失、位错密度、均匀锌分布和低微缺陷密度等方面实现非常高的性能,对于获得优异的图像质量至关重要。法国Sofradir公司利用自己生长的碲锌镉晶体作为衬底,以控制碲镉汞外延层的质量,从而实现高性能成像。实际上,通过掌握从原材料到焦平面阵列的整个制造链以及所有前端和后端步骤,可以改进整个制作流程。介绍了如何将最新的工艺改进转化为探测器图像质量和可靠性的提高,其重点是前端工艺（衬底和外延层）。首次展示了衬底微缺陷与焦平面阵列（Focal Plane Array, FPA）图像质量之间的相关性。这得益于Sofradir公司和法国CEA-LETI研究中心之间的通力合作。对每个工艺步骤进行了大量表征(例如用于衬底检查的红外显微镜观察、位错的化学显示以及外延层的X射线双晶摇摆曲线衍射),由此完成了这种工艺的整体优化。在有效像元率和过噪声方面对图像质量进行了检测。最后,除了改进流程之外,了解每个关键步骤如何影响后续步骤并转化为最终图像质量,实现在正确的流程步骤中对单元进行划分,从而保证产量及产品质量。在中波红外和短波红外技术上,Sofradir垂直整合模型的这些优点得到了体现。
微观缺陷 位错 焦平面阵列 有效像元率 可靠性 图像质量 microscopic defects dislocations FPA operability reliability image quality
采用分子动力学方法对深冷环境下(77 K)的单晶钛内诱导的位错扩展进行了模拟, 使用共同近邻分析(CNA) 法分析了温度对位错扩展的影响, 系统研究了激光冲击波在深冷环境和常温环境条件下沿［0001］方向的冲击传播特性。结果表明, ［0001］方向上单晶钛的激光冲击波为弹塑性双波结构。深冷环境下激光冲击波后材料内部出现大量位错, 塑性变形主要表现为不全位错的发射和传播。冲击应力和剪切应力与激光冲击波速度呈线性关系。深冷环境下的激光冲击波速度与冲击波压力均高于常温下的, 冲击波速度提高了9%～10%, 冲击波压力增加了8%。深冷激光冲击通过抑制动态回复从而诱导高密度位错,进而显著改善材料强度, 为深冷激光冲击强化机理的研究提供了参考。
激光技术 深冷激光冲击 钛合金材料 位错 分子动力学
1 太原理工大学 新材料界面科学与工程教育部重点实验室， 山西 太原030024
2 太原理工大学 新材料工程技术研究中心， 山西 太原030024
利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)，通过改变生长过程中成核层退火阶段的反应室压力，在蓝宝石衬底上制得了不同阻值的GaN外延薄膜。利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对所生长的GaN薄膜的表面形貌、位错密度和位错形态进行了研究。结果表明，GaN的电阻率与位错形态之间存在密切联系，由此建立了模型来解释两者之间的关系。由于刃型位错附近存在负电荷，因此可为电子提供传导通道。在低阻GaN中，绝大多数位错发生弯曲和相互作用，在平行于基底方向上形成负电荷的导通通道，GaN薄膜的电导率较高。在高阻GaN中，位错生长方向垂直于基底，负电荷很难在平行于基片方向上传导，GaN薄膜的电导率很低，由此得到高阻GaN。
氮化镓 位错形态 高阻 金属有机物化学气相沉积 GaN morphology of threading dislocations high-resistivity MOCVD
南京大学电子科学与工程学院江苏省光电信息功能材料重点实验室， 江苏 南京 210093
研究了不同的快速退火(RTA)温度对Mg掺杂的InN材料的影响。根据马赛克微晶模型，利用X射线衍射(XRD)技术，对样品的对称面和非对称面做ω扫描，并且通过倒异空间图(RSM)扫描，拟合得到了刃位错与螺位错密度，并且根据在不同快速退火温度条件下位错密度的比较，同时结合迁移率的测量结果，发现快速退火温度采用400 ℃能有效地提高晶体的质量。原因在于快速退火能有效地激活Mg原子活性，降低材料中的载流子浓度，同时快速退火采用的氮气气氛能补偿部分起施主作用的氮空位，降低材料中载流子浓度的同时也降低了缺陷。同时，(002)面的摇摆曲线半峰全宽(FWHM)也很好地验证了所得结果。
薄膜 快速退火 X射线衍射 氮化铟 掺杂 位错
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
采用气态源分子束外延方法生长了三种不同结构的扩展波长(室温下50%截止波长为2.4μm)InxGa1-xAs光电探测器材料,并制成了台面型器件.材料的表面形貌、X射线衍射摇摆曲线及光致发光谱表明,在InAlAs/In-GaAs异质界面处生长数字梯度超晶格可以明显提高材料质量;器件在室温下的暗电流结果显示,直径为300μm的器件在反向偏压为10mV时,没有生长超晶格结构的器件暗电流为0.521μA,而生长超晶格结构的器件暗电流降到0.480μA.同时,在生长InxAl1-xAs组分线性渐变缓冲层之前首先生长一层InP缓冲层也有利于改善材料质量和器件性能.
数字梯度超晶格 InP缓冲层 位错 digital graded superlattice InP buffer layers InxGa1-xAs InxGa1-xAs dislocations
Research Center for Semicond. Photon., Dept. of Phys., Xiamen University, Xiamen 361005, CHN
半导体光子学与技术
2005, 11(4): 225
1 江南大学理学院,无锡,214036
2 南京理工大学电光学院,南京,210014
在Rytov近似下,通过引入短期统计平均位错位置的概念,研究了高斯谢尔光束通过近地面弱湍流大气传播时,波前圆形位错形成和位错位置与湍流大气起伏强度和传播距离等参数间的关系.基于湍流大气中平行和交叉双光束的简化近似传输模型,研究了湍流大气中传播高斯谢尔光束波前位错位置与大气湍流强度、传输距离等参数间的相关机制.在远小于光波位相起伏周期的条件下,分别得出了束径不同同轴双光束和交叉双光束传播情况下波前圆位错位置的湍流系综统计平均理论关系.所得结果表明,同轴平行光束干涉和交叉光束干涉所产生的光束波前位错受大气湍流强度、传输距离等参数调制的规律是不同的.
激光传输 波前位错 短期平均 大气湍流 高斯谢尔光束 Laser propagation Wave front Dislocations Short-term averaging Atmospheric turbulence Gaussian-Shell beam
