采用变激发功率红外光致发光（Photoluminescence，PL）光谱方法研究四个不同阱内δ掺杂面密度的GaSb_0.93Bi_0.07/GaSb单量子阱（Single Quantum Well，SQW）及其非掺杂SQW参考样品。通过分析GaSbBi SQW和GaSb势垒/衬底成分的PL强度演化，发现阱内δ掺杂导致红外辐射效率显著降低，相对下降幅度约为33%-75%。进一步分析结果表明，发光效率下降来源于界面恶化引发的“电子损失”和阱内晶格质量下降导致的“光子损失”的共同作用。这一工作有望为稀Bi红外发光器件的性能优化提供帮助。

三个具有不同量子阱宽度的GaAs/AlAs多量子阱结构样品通过分子束外延生长设备生长在半绝缘的(100)p-型GaAs衬底上, 并且在量子阱层结构的生长过程中, 在GaAs阱层中央进行了Be受主的δ-掺杂。基于这3个结构样品, 通过光刻技术和半导体加工工艺制备了相应的两端器件。在4~200 K的温度范围内, 我们分别测量了器件的电流-电压特征曲线, 清楚地观察到了重、轻空穴通过δ-掺杂Be受主GaAs/AlAs多量子阱结构的共振隧穿现象。发现随着GaAs量子阱层宽的逐渐减小, 轻空穴的共振隧穿峰向着高电压方向移动, 这个结果和通过AlAs/GaAs/AlAs双势垒结构模型计算的结果是一致的。然而, 随着测量温度的进一步升高, 两个轻空穴共振峰都朝着低电压的方向移动, 并且在150 K温度下, 其中一个共振遂穿峰表现为一种振动模式。

在15 nm GaAs/5 nm AlAs单量子阱的GaAs阱层中间，分别进行不同浓度剂量的铍受主的δ-掺杂。铍受主在量子阱层中的扩散浓度分布，由扩散方程数值解出。高温下扩散在GaAs阱层中的Be受主将发生电离，成为带负电荷的受主离子，同时也向量子阱价带的子带中引入空穴。带负电荷的扩散受主离子和价带子带中的空穴，它们都是带电粒子在GaAs阱层中按库伦定律激发电场。相比较而言，对于无掺杂同结构量子阱，在空穴的薛定谔中增加了一个额外的微扰势，从而使无掺杂的量子阱价带的子带有所改变。在有效质量和包络函数近似下，通过循环迭代方法,数值求解了既满足薛定谔方程又满足泊松方程的空穴波函数，找出了自洽、收敛的空穴子带的能量本征值。计算发现考虑到这种额外微扰势，重空穴基态子带hh的能量有一个电子伏特变化，并且随着掺杂受主剂量的增加，重空穴基态子带hh向着价带顶红移，计算结果与实验测量符合得很好。

用分子束外延技术将高灵敏度的InAs/AlSb量子阱结构的Hall器件赝配生长在GaAs衬底上。设计了由双δ掺杂构成的Hall器件的新结构, 有效地提高了器件的面电子浓度。与传统的没有掺杂的InAs/AlSb量子阱结构的Hall器件相比, 室温下器件电子迁移率从15 000 cm2·V-1·s-1 提高到16 000 cm2·V-1·s-1。AFM测试表明材料有好的表面形态和结晶质量。从77 K 到300 K对Hall器件进行霍尔测试, 结果显示器件不同温度范围有不同散射机构。双δ掺杂结构形成高灵敏度、高二维电子气(2DEG)浓度的InAs/AlSb异质结Hall器件具有广阔的应用前景。

采用等离子体增强原子层沉积(PEALD)技术, 以NH3为掺杂源, 制备了氮δ掺杂Cu2O 薄膜, 研究了N掺杂对Cu2O薄膜表面形貌、光学及电学性质的影响。研究结果表明, N掺杂引起了晶格畸变, Cu2O薄膜的表面粗糙度增大; 掺杂后Cu2O薄膜的带隙宽度从2.70 eV增加到3.20 eV, 吸收边变得陡峭; 掺杂后载流子浓度为6.32×1019 cm-3, 相比于未掺杂样品(5.77×1018 cm-3)的提升了一个数量级。

用分子束外延在GaAs (001)衬底上生长了两个量子阱结构的霍尔器件, 一个是没有掺杂的量子阱结构, 一个是Si-δ掺杂的量子阱结构。研究了霍尔器件的面电子浓度和电子迁移率与温度的关系。结果表明, 在300 K下, Si-δ掺杂的量子阱结构的电子迁移率高达25 000 cm2·V-1·s-1, 并且该器件输入电阻和输出电阻较低。同时, Si-δ掺杂的量子阱结构霍尔器件的敏感度好于没有掺杂的量子阱结构霍尔器件。

使用分子束外延生长设备, 在GaAs (100)衬底上生长了量子阱宽度为3 nm的GaAs/AlAs多量子阱样品, 并在量子阱层中央进行了Be受主的δ-掺杂。根据量子限制受主从束缚态到非束缚态之间的跃迁, 设计并制备了δ-掺杂Be受主GaAs/AlAs多量子阱太赫兹光探测器原型器件。在4.2 K温度下, 分别对器件进行了太赫兹光电流谱和暗电流-电压曲线的测量。在6 V直流偏压下, 空穴载流子沿量子阱层方向输运。当正入射激光频率为6.8 THz时, 器件响应率为2×10-4 V/W(2 μA/W)。通过器件的暗电流-电压曲线计算了器件全散粒噪声电流,在4.2 K、6 V直流偏压下, 全散粒噪声电流为5.03 fA·Hz-1/2。

用X射线衍射方法通过不同晶面的ω扫描测试,分析了Si衬底GaN蓝光LED外延膜中n-型层δ掺杂Si处理对外延膜结晶性能的影响。报道了Si衬底GaN外延膜系列晶面的半峰全宽(FWHM)值。通过使用晶格旋转(Lattice-rotation)模型拟合,计算出样品的螺位错密度和刃位错密度。结果表明,δ掺杂Si处理后生长出的样品螺位错密度增大、刃位错密度减小,总位错密度有所减小。通过对未经δ掺杂处理和δ掺杂处理的GaN外延膜相应ω-2θ扫描半峰全宽值的比较,发现δ掺杂Si处理后生长出的样品非均匀应变较大;相应样品的LED 电致发光光谱、I-V特性曲线显示δ掺杂后样品性能变好。