电场驱动HgCdTe/CdTe量子阱拓扑相变引起的光吸收增强研究

HgTe/CdTe量子阱是研究拓扑绝缘体新奇物性的一个很好载体。采用Kane八带k·p模型,对电场驱动Hg1-xCdxTe/CdTe量子阱拓扑相变及其相变前后的光吸收性质进行了研究,并使用BHZ模型对吸收系数进行了解析计算和分析。结果表明:在电场能够驱动Hg1-xCdxTe/CdTe量子阱拓扑相变后继续增大电场,其能带可变为墨西哥帽形状,联合态密度将会增强,导致光吸收相比于无电场时显著增强,与解析计算结果相吻合。对于平行界面偏振光(TE)吸收曲线在带边还形成了双峰结构。文章结果可用于新型红外光电探测器、激光器以及频率选择器等量子阱器件的研究和设计。     

Si基CdTe/HgCdTe分子束外延材料的位错抑制

基于GaAs/Si材料中位错的运动反应理论,修正获得CdTe/Si和HgCdTe/Si外延材料中的位错运动反应模型.采用快速退火方法对Si基HgCdTe外延材料进行位错抑制实验研究,实验结果与理论曲线基本吻合,从理论角度解释了不同高温热处理条件对材料体内位错的抑制作用.对于厚度为4～10μnn的CdTe/Si进行500...     

在Si(211)衬底上分子束外延CdTe的剪切应变

利用高分辨率X射线衍射技术对分子束外延CdTe（211）B/Si（211）材料的CdTe外延薄膜进行了倒易点二维扫描,并通过获得的对称衍射面和非对称衍射面的倒易空间图,对CdTe缓冲层的剪切应变状况进行了分析.研究发现,对于CdTe/Si结构,随着CdTe厚度的增加,[1-1-1]、[01-1]两个方向的剪切角γ[1-1-1]和γ[01-1]都有变小的趋势,且γ[1-1-1]的大小约为γ[01-1]的两倍;对于CdTe/ZnTe/Si结构,ZnTe缓冲层的引入可以有效地降低CdTe层的剪切应变.     

用红外透射法确定任意厚度下碲镉汞晶体的组分

选用组分均匀的碲镉汞Hg1-xCdxTe晶片(x=0．170～0．300mole CdTe),在室温下用红外光谱仪测量晶片在不同厚度的透射光谱,取透射比为5％对应的波数值,对实验数据进行拟合,得到了碲镉汞晶体组分与透射比为5％对应的波数值和晶片厚度之间的经验关系式(简称经验式)。结果表明：用本文的经验式得到的组分值不受晶片厚度的影响,准确而可靠。本文拟合的经验式适用于红外透射法测量任意厚度碲镉汞材料的组分计算,同时还可用它研究Hg1-xCdxTe晶片组分的均匀性。     

在Si(211)衬底上分子束外延CdTe的晶格应变

文章利用高分辨率X射线衍射技术对分子束外延CdTe（211）B/Si（211）材料的CdTe外延薄膜进行了倒易点二维扫描,并通过获得的对称衍射面和非对称衍射面的倒易空间图,对CdTe外延层的剪切应变和正应变状况进行了分析.研究发现,对于CdTe/Si结构,随着CdTe厚度的增加,[1-1-1]、[01-1]两个方向的剪切角γ[1-1-1]和λ[01-1]都有变小的趋势,且γ[1-1-1]的大小约为γ[01-1]的两倍;对于CdTe/ZnTe/Si,ZnTe缓冲层的引入可以有效地降低CdTe层的剪切应变.CdTe层的正应变表现为张应变,主要来源于CdTe和Si的热膨胀系数存在差异,而在从生长温度280℃降至室温20℃的过程产生的热应变.     

Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延材料的生长与性能分析

通过改进推舟液相外延技术,成功地在(211)晶向Si/CdTe复合衬底上进行了HgCdTe液相外延生长,获得了表面光亮的HgCdTe外延薄膜.测试结果表明,(211)Si/CdTe复合衬底液相外延HgCdTe材料组分及厚度的均匀性与常规(111)CdZnTe衬底HgCdTe外延材料相当;位错腐蚀坑平均密度为(5～8)×105 cm-2,比相同衬底上分子束外延材料的平均位错密度要低一个数量级;晶体的双晶半峰宽达到70″左右.研究结果表明,在发展需要低位错密度的大面积长波HgCdTe外延材料制备技术方面,Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延技术可发挥重要的作用.     

Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延材料的生长与性能分析

通过改进推舟液相外延技术,成功地在(211)晶向Si/CdTe复合衬底上进行了HgCdTe液相外延生长,获得了表面光亮的HgCdTe外延薄膜.测试结果表明,(211)Si/CdTe复合衬底液相外延HgCdTe材料组分及厚度的均匀性与常规(111)CdZnTe衬底HgCdTe外延材料相当;位错腐蚀坑平均密度为(5～8)×105 cm-2,比相同衬底上分子束外延材料的平均位错密度要低一个数量级;晶体的双晶半峰宽达到70″左右.研究结果表明,在发展需要低位错密度的大面积长波HgCdTe外延材料制备技术方面,Si/CdTe复合衬底HgCdTe液相外延技术可发挥重要的作用.     

Hg1-xCdxTe外延薄膜表面对红外透射光谱的影响

利用傅里叶红外光谱仪测量液相外延生长的Hg1-xCdxTe薄膜,发现未经腐蚀的原生薄膜材料红外透射光谱经本征吸收后有吸收边倾斜并伴有透射比值偏低的现象.对红外透射光谱的影响因素进行了分析,用扫描电子显微镜、电子探针及轮廓仪对样品表面腐蚀前后进行测试,结果表明腐蚀前后Hg1-xCdxTe薄膜表面(深度约1μm)汞含量和表面平整度的差别是导致这一现象的主要原因.运用带-带尾态之间的跃迁理论及表面散射对这一现象进行了解释.     

Si基CdTe复合衬底分子束外延研究

文章引入晶格过渡的Si/ZnTe /CdTe作为复合外延基底材料,以阻挡Si/HgCdTe之间大晶格失配产生的高密度位错。通过对低温表面清洁化、面极性控制和孪晶抑制等的研究,解决了Si基CdTe分子束外延生长中诸多的技术难题。在国内首次采用分子束外延(MBE)的方法获得了大面积的Si基CdTe复合衬底材料,对应厚度为4～4. 4μm Si/CdTe (211)样品双晶半峰宽的统计平均结果为83弧秒,与相同厚度的GaAs/CdTe (211)双晶平均水平相当。     

金掺杂HgCdTe气相外延生长及二次离子质谱研究

通过气相外延技术生长了Au掺杂的Hg1-xCdxTe薄膜材料。利用傅里叶光谱仪和金相显微镜对外延材料进行了表征。通过二次离子质谱(Secondary Ion Mass Spectroscopy, SIMS)技术分析了Au在Hg1-xCdxTe外延层以及CdZnTe衬底中的纵向分布趋势。利用SIMS技术还分析了I、II族和VI、VII族杂质在Hg1-xCdxTe外延层以及CdZnTe衬底中的纵向分布趋势,发现衬底和外延层的过渡区具有吸杂作用。研究结果对提高探测器的性能具有指导意义。     

MOCVD－Hg_（1－x）Cd_xTe／CdTe／GaAs外延材料红外吸收光谱研究

从理论上完成对ＭＯＣＶＤ工艺生长的ＨｇＣｄＴｅ／ＣｄＴｅ／ＧａＡｓ材料的透过率、吸收边和相干行为的计算．结果表明光的干涉条纹与外延层ＨｇＣｄＴｅ和缓冲层ＣｄＴｅ的总厚度相关，其透过率不能直接反映材料的内在质量．计算结果还表明，外延材料组份的均匀性对红外光谱的吸收边有很大的影响．运用理论计算对实验中测得的光谱曲线进行了分析，发现ＭＯＣＶＤ工艺存在着一种部分过饱和态的生长机制，并发现负禁带ＨｇＴｅ薄膜也具有一定的透光特性．     

金掺杂碲镉汞外延材料生长及拉曼光谱研究

采用气相外延技术生长金掺杂的Hg1-xCdxTe 薄膜材料,通过高低温退火工艺有效控制p 型Hg1-xCdxTe 材料的电学参数,利用傅里叶光谱仪、金相显微镜以及拉曼光谱技术对薄膜材料进行表征。通过常规光伏器件的制作工艺,利用金掺杂材料初步研制了短波器件,器件性能较好黑体DP* 可达4.67E+11/(cmHz1/2W-1)。     

MBE原位碲化镉钝化的碲镉汞长波光电二极管列阵

采用分子束外延(MBE)技术在表面生长碲化镉(CdTe)介质膜的p型碲镉汞(HgCdTe)材料,并通过离子注入区的光刻、暴露HgCdTe表面的窗口腐蚀、注入阻挡层硫化锌(ZnS)的生长、形成p-n结的B+注入、注入阻挡层的去除、绝缘介质膜ZnS的生长、金属化和铟柱列阵的制备等工艺,得到了原位CdTe钝化的n+-on-p...     

Uniformity of Electrical Parameters on MCT Epitaxy Film

For Hall measurement under different magnetic fields at LN2 temperature, Hg1-xCdxTe (MCT) film (radius 1 cm) grown on CdTe substrate by LPE is photoengraved into many small Van Der Pauw squares, then their Hall coefficients and mobilities are measured and analyzed, respectively. Two films were Hall-tested during the temperature range from LHe 4. 2K to about 200K. An actual impression on the uniformity of electrical parameters for MCT film can obtained by means of the methods presented in this paper.     

Hg1-xCdxTe外延薄膜表面对红外透射光谱的影响

利用傅里叶红外光谱仪测量液相外延生长的Hg1-xCdxTe薄膜,发现未经腐蚀的原生薄膜材料红外透射光谱经本征吸收后有吸收边倾斜并伴有透射比值偏低的现象.对红外透射光谱的影响因素进行了分析,用扫描电子显微镜、电子探针及轮廓仪对样品表面腐蚀前后进行测试,结果表明腐蚀前后Hg1-xCdxTe薄膜表面(深度约1μm)汞含量和表面平整度的差别是导致这一现象的主要原因.运用带-带尾态之间的跃迁理论及表面散射对这一现象进行了解释.     

In-situ ellipsometric measurements of the MBE growth of CdTe/HgTe and CdTe/ZnTe superlattices

Phase modulated ellipsometric data recorded during molecular beam epitaxial growth of CdTe/HgTe and CdTe/ZnTe superlattices on (100) and (211)B oriented Cd_0.96Zn_0.04Te and GaAs substrates are presented. The measurements provide a continuous monitor of the growth process, thickness, growth rate, compositional data, and evidence of interdiffusion in CdTe/HgTe superlattices at elevated temperatures. The thickness measurements are independent of growth kinetics and surface orientation and agree well with those obtained from x-ray diffraction and reflection high energy electron diffraction. Ellipsometry shows that the incorporation of Hg in CdTe is significantly higher on (100) oriented surfaces than on (211)B oriented surfaces. Fine structure in the data from CdTe/ZnTe superlattices may be associated with a surface reconstruction during deposition of each CdTe layer. The experimental results for CdTe/HgTe superlattices compare well with results of thin film multi-layer calculations. The general applicability of ellipsometry as an in-situ analytical technique for epitaxial growth of a range of semiconductor superlattices is discussed.     

Hg1-xCdx Te晶体生长及太赫兹性能研究

利用移动加热区方法(THM)生长了不同Cd组分的Hg1-xCdxTe晶体,通过傅立叶光谱仪和太赫兹时域光谱系统,研究了不同Cd组分Hg1-xCdxTe晶体在红外波段和太赫兹波段的透射光谱.当Cd组分小于0.279时,Hg1-xCdxTe材料在0.2～1.5 THz波段透过率接近0.在0.9 THz附近观察到Hg1-xC...     

4 in硅基碲化镉的厚度均匀性研究

采用分子束外延（Molecular Beam Epitaxy, MBE）方法在4 in硅衬底上进行了硅基碲化镉复合衬底生长工艺研究。使用光学轮廓仪、原子力显微镜、傅里叶红外光谱仪等设备对碲化镉薄膜进行了测试。结果表明,碲化镉薄膜的厚度均匀性、表面粗糙度、翘曲度和半峰宽等都达到了预期标准,能为外延碲镉汞薄膜提供良好的衬底。