氢化物气相外延自支撑GaN衬底制备技术研究进展

氢化物气相外延(HVPE)是制备氮化镓(GaN)衬底最有希望的方法.本文介绍了氮化镓材料的电学、光学性质及重要用途,总结了GaN体单晶及薄膜材料制备方法,描述了氢化物气相外延技术原理,分析了HVPE制备自支撑(Free-Standing)GaN衬底方法,综述了HVPE技术国内外研究进展,指出今后研究方向.     

微波法制备单晶金刚石的研究进展

人工合成金刚石的方法主要有高温高压法和化学气相沉积法两种.高温高压法制备的金刚石尺寸小,无法避免金属杂质使得制备的金刚石应用受到限制.在所有的化学气相沉积中,微波等离子体化学气相沉积法具有无放电污染,能量转换效率高,工艺参数易于调节等优点.用微波等离子体化学气相沉积法制备大尺寸、高速率、高质量的单晶金刚石受到广泛重视.介绍了微波等离子体化学气相沉积单晶金刚石的制备工艺,对提高金刚石生长速率,扩大金刚石单晶尺寸两个方面的研究进展进行了综述,并对单晶金刚石的前景进行了展望.     

蓝宝石/氮化铝衬底上SiC外延薄膜的X射线衍射分析

介绍了在蓝宝石／氮化铝复合衬底上外延生长碳化硅薄膜材料的工艺技术。通过在蓝宝石衬底上预淀积一层薄的氮化铝缓冲使碳化硅薄膜的成核和黏附性得到很大的改善。用多种Ｘ光衍射方法对生长在蓝宝石／氮化铝复合衬底上的碳化硅薄膜的结构进行了分析,结果表明,可在这种衬底上成功地生长 出６Ｈ－ＳｉＣ单晶薄膜。     

硅基3C-SiC薄膜的外延生长技术

用常压化学气相淀积法在（１００）Ｓｉ衬底上异质外延生长了３Ｃ－ＳｉＣ薄膜。为减小３Ｃ－ＳｉＣ与硅之间的晶格失配,在化学气相淀积系统中通过对硅衬底表面碳化制备了缓冲层,确定了形成缓支的最佳条件。测量结果表明,１３００℃下在Ｓｉ℃衬底缓冲层上可以获得３Ｃ－ＳｉＣ单晶。     

碳硅共掺氮化铝的p型掺杂效率研究

采用碳受主和硅施主共掺杂的方法制备低电阻率p型氮化铝晶体.通过第一性原理计算预测碳硅共掺氮化铝的p型掺杂效率及碳硅合适掺杂比.计算结果表明,在氮化铝中由碳硅共掺形成的Cn-Si络合物(n=1,2,3,4)可以稳定存在,特别是在C2-Si络合物中碳受主电离能仅有0.19 eV,比单个碳受主低0.28 eV.利用碳硅共掺方法,在实验上制备出空穴浓度为1.4×1014cm-3、迁移率为52 cm2/(V.s)的p型氮化铝晶体.     

制备中远红外用ZnS体材料的新方法

制备中远红外用ＺｎＳ体材料的新方法憨勇，刘正堂，张贵锋，郑修麟ＺｎＳ是一种用途广泛的宽带隙半导体光学材料，可用于制备大功率红外激光器窗口［ｌ］及红外吊舱、高速飞行器红外窗口和整流罩［２，３］。ＺｎＳ的制备可采用热压（ＨＰ）法和化学气相沉积（ＣＶＤ）法...     

La2／3Sr1／3MnO3单晶的本征低温电阻最小行为研究（英文）

摘要：为了阐明在锰氧化物多晶以及外延薄膜中存在的低温电阻极小值现象,对La2／3Sr1／3MnO3单晶样品的性质进行研究.该单晶样品是利用光学浮区生长炉,在氩气气氛中生长出的高品质晶体,系统研究了退火对La2／3Sr1／3MnO3单晶低温输运行为的影响.结果表明,在退火前样品存在的低温电阻极小值无论是c轴还是ab平面在退火后均消失,这一结果首次证明了在锰氧化物体系中存在的低温电阻极小是一种非本征的物理行为,与实验样品的制备工艺和存在于其中的非完整性具有较强的依赖性,并进一步证明自旋无序散射乃是传统体系出现低温电阻极小的主要原因.     

激光技术在纳米材料制备中的应用

对制备纳米材料的激光方法-激光诱导化学气相沉积法、激光高温烧灼法、激光分子束外延、激光固相蒸凝法等作了简要介绍.应用激光固相蒸凝法制备了Zn/ZnO和Co/CoO纳米粒子,并对制备的纳米粒子进行了检验.     

HgI2晶体气相生长动力学分析

为判定物理气相输运法生长HgI2晶体过程中自由碘的来源,利用平衡气压方程对生长体系中自由碘的形成动力学进行了分析.计算表明,随温度升高,气相体系中的总压增大.在生长温度范围内,HgI2是气相中的主要成分.气相中存在HgI2分解为Hg和I2的反应.对比分解的HgI2分压和总压可知,在约120℃时,体系中HgI2总压高于Hg和I分压约7个数量级,因此HgI2的分解量可以忽略.分析认为,晶体生长传质方式为HgI2分子传输过程.气相中的自由碘主要来源于晶体生长前的补偿碘.     

纳米二氧化钛的制备及其应用研究进展

研究了纳米二氧化钛的制备及其在塑料制品中的应用。根据反应体系的物理形态不同,其制备方法可分为气相法、液相法和固相法三大类,其中气相法包括化学气相沉积法和物理气相沉积法;液相法包括溶胶凝胶法、水热法和液相沉积法;固相法又包括固体混合法和直接焙烧法两大类。塑料制品中添加二氧化钛具有杀菌消毒作用。     

AlN纳米线阵列的光学性质及第一原理计算

为了制备均匀的宏观AlN纳米线阵列,采用化学气相沉积法在二次模板上成功地合成了AlN纳米线宏观阵列.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子能谱仪和紫外-可见光光度仪测试了AlN纳米线阵列的结构、形貌和紫外发光性能.结果表明,AlN纳米线阵列分布均匀,AlN纳米线的平均直径与平均长度分别约为41 nm和1. 8μm. AlN纳米线的分布密度约为5. 4×107mm-2,其覆盖率约为7. 1%. AlN纳米线在150～310 nm范围内具有很好的吸光性能.利用第一原理计算得到的AlN纳米线光学性质与实验结果相符.     

Study of buffer and epitaxy technology in two-step growth of aluminium nitride

AlN (aluminium nitride) films were prepared by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) on c-plane sapphire (α-Al₂O₃) substrates. By means of studying the traces of in-situ optical reflectivity, it was found that the AlN nucleation layer showed a specific (0001) lattice orientation, which differed from the GaN nucleation layer on (0001) sapphire substrates. The AlN buffer suffered the compressive stress at the initial stage of nucleation. And the compressive strain was relaxed gradually along with the thickness of buffer increasing and consequently annealing. Optical transmission spectra revealed that in the process of growing AlN epilayers, higher V/III ratio could improve the crystal quality but reduce the growth rates. In addition, proper doping of silane (SiH₄) could improve the surface morphology of AlN film.     

Structural and optical characteristics of Al_xGa_(1-x)N/AlN superlattice

AlN/Al0.3Ga0.7N superlattices were grown on (0001) sapphire substrate by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD). The superlattice period varies from 6 to 30. The layer thickness of different period stack was designed. GaN or AlGaN template was employed for growing AlN/AlGaN superlattices. Reflectivity, SEM, AFM and XRD data of the AlxGa1-xN/AlN superlattices are presented. It is found that the templates used have an intensive impact on surface roughness and interfacial properties of following AlN/AlGaN superlattices. The result of atomic force microscopy indicates that AlN/AlGaN superlattices grown on GaN template exhibit quasi-two-dimensional growth mode. The resulting superlattice has a smooth surface morphology and distinct interface. No crack is observed in the area of a 2-inch wafer.     

Si(111)和Si(100)衬底上磁控反应溅射制备AlN薄膜

采用射频磁控反应溅射法在Si(111)和Si(100)两种衬底上制备了AlN薄膜,用X射线衍射(XRD)对AlN薄膜进行了表征,研究了衬底Si(111)、Si(100)取向以及N2百分比对AlN(002)薄膜c-轴择优取向的影响。实验结果表明,Si(100)较适合生长c-轴择优取向AlN薄膜,而且N2百分比为40%时,AlN薄膜的c-轴取向最好,具有尖锐的XRD峰,此时对应于AlN(002)晶向。计算了(002)取向AlN和两种Si衬底的失配度,Si(111)面与AlN(002)面可归结为正三角形晶系之间的匹配,失配度为23.5%;而Si(100)面与AlN(002)面可归结为正方形晶系与正三角形晶系之间的匹配,失配度为0.8%,可以认为完全共格。理论分析和实验结果相符。     

MPCVD法AlN基体上金刚石薄膜的制备

以丙酮和氢气作气源,采用微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）在AlN表面制备金刚石薄膜,并通过拉曼光谱（Raman）,扫描电子显微镜（SEM）对沉积得到的金刚石薄膜进行表征.研究表明：直接在AlN表面沉积因金刚石的形核密度很低而很难得到连续的金刚石薄膜.利用金刚石微粉研磨AlN表面有利于金刚石形核密度的提高,Raman分析和电镜观察发现：所得的金刚石薄膜存在杂质和缺陷,没有明显的刻面特征,而且是由粒径较大的球状颗粒堆积而成.     

Structural and optical characteristics of Al x Ga1- x N/AlN superlattice

AlN/Al_0.3Ga_0.7N superlattices were grown on (0001) sapphire substrate by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD). The superlattice period varies from 6 to 30. The layer thickness of different period stack was designed. GaN or AlGaN template was employed for growing AlN/AlGaN superlattices. Reflectivity, SEM, AFM and XRD data of the Al _x Ga_1-x N/AlN superlattices are presented. It is found that the templates used have an intensive impact on surface roughness and interfacial properties of following AlN/AlGaN superlattices. The result of atomic force microscopy indicates that AlN/AlGaN superlattices grown on GaN template exhibit quasi-two-dimensional growth mode. The resulting superlattice has a smooth surface morphology and distinct interface. No crack is observed in the area of a 2-inch wafer. Supported by the Special Funds for Major State Basic Research Project (973 Project) (Grant No. 2006CB6049), the Hi-tech Research Project (Grant Nos. 2006AA03A103, 2006AA03A118, and 2006AA03A142), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60676057), and the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (Grant No. 20050284004)     

Thermophysical properties of difluoromethane (HFC-32)

Ｉｎｔｈｅ1970’ｓＣＦＣｓａｎｄＨＣＦＣｓｗｅｒｅｆｏｕｎｄｔｏｈａｖｅｏｚｏｎｅｄｅｐｌｅｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌａｎｄｇｌｏｂａｌｗａｒｍｉｎｇｐｏｔｅｎｔｉａｌｗｈｉｃｈｉｎｄｕｃｅｓｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｃａｒｅｓａｎｄｎｏｔｉｃｅｓ.ＴｈｅｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭｏｎｔｒｅａｌＰｒｏｔｏｃｏｌａｎｄｔｈｅｒｅｖｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｏｔｏｃｏｌｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｈｅｐｈａｓｅｏｕｔｄａｔｅｓｏｆＣＦＣｓａｎｄＨＣＦＣｓ.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ,ｔｏｄｅｖｅｌｏｐｎｅｗｒ…     

射频磁控溅射AlN薄膜的场发射性能研究

氮化铝(Al N)是一种宽禁带深紫外半导体材料,其良好的性能可作为紫外固态光源。采用射频磁控溅射法,在p型Si(100)衬底上制备了Al N薄膜。通过X射线衍射分析(XRD)、紫外-可见光光谱(UV-Vis)、场发射测试对制备的Al N薄膜进行了测试分析,针对薄膜生长特性对光吸收的影响及其场发射性能进行了研究。结果显示:在Si衬底上成功的制备了高度(002)取向的Al N薄膜,薄膜在230~250nm间有强紫外吸收,阈值电场为6.39V/μm。场发射测试结果表明,磁控溅射法制备的Al N薄膜具备良好的场发射性。