阴极荧光联合分析系统在III族氮化物研究中的应用

利用高性能阴极荧光（CL）联合分析系统对几类典型的III族氮化物材料进行测试分析.在光谱研究中,利用CL紫外可见光谱系统,对c面蓝宝石衬底上生长的AlxGa1-xN薄膜进行阴极荧光单色谱测试分析,揭示了CL的激发强度与发光带之间的变化关系.进一步研究了掺Mg的Al0.5Ga0.5N薄膜的带边和杂质能级发光机理.利用CL近红外光谱系统对InN薄膜的阴极发光特性进行了研究,验证了InN实际光学带边Eg在0.77eV附近.利用微区分析（CLmapping）系统,可在紫外波段确切地给出材料不同波长的荧光发光区这一特点,对HVPE生长的自支撑GaN衬底进行了SEM和CL微区的对比分析,研究了GaN的位错类型和分布.     

Fe/GaN、Fe3N/GaN的生长及其性能研究

应用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法,在c轴取向的GaN上生长出Fe颗粒薄膜以及Fe3N薄膜。应用XRD、AFM、XPS以及SQUID等技术对薄膜的结构、表面形貌以及磁学性能等性质进行了分析,结果表明六方结构的GaN上生长的Fe为立方结构,且以Fe(110)//GaN(0002)晶面以及Fe[001]//GaN[11■0]轴的方式存在,而生长的Fe3N为六方结构,且以Fe3N(0002)//GaN(0002)晶面以及Fe3N[11■0]//GaN[1ī00]轴的方式存在。同时,磁学分析表明,平行于薄膜方向为易磁化方向,垂直于薄膜方向为难磁化方向。     

Ni掺杂ZnO基稀磁半导体的性质

采用溶胶-凝胶法制备了具有高温铁磁性的Ni掺杂ZnO DMS 粉末.研究表明,当掺杂浓度小于5%时,样品中没有第二相.微观结构和磁学性质研究认为,样品中存在的结构有主要的铁磁性的(Zn,Ni)O,一些顺磁性的孤立Ni原子,以及可能存在微量的Ni团簇.而样品的宏观铁磁性主要来源于具有铁磁性的(Zn,Ni)O结构,居里温度约为650K.     

InGaN太阳电池转换效率的理论计算

根据pn结太阳电池的电流-电压方程,计算了在理想情况下,InGaN材料应用于单结、双结和三结太阳电池时,其转换效率可分别高达27.3%,36.6%和41.3%,均高于通常半导体材料太阳电池.同时,计算还得出了3种InGaN太阳电池的最佳带隙宽度及相应的In组分,为设计InGaN太阳电池提供了理论依据.     

MOCVD生长不同Al组分AlGaN薄膜

本文研究了利用金属有机物化学汽相淀积系统(MOCVD)生长高质量不同Al组分AlxGa1-xN薄膜(0.13＜x＜0.8).扫面电子显微镜(SEM)照片表明生长的AlN插入层有效地调节了AlGaN层与GaN支撑层的应力,使AlGaN表面平整无裂纹,原子力显微镜(AFM)测量得到所有AlGaN薄膜粗糙度均小于1 nm.通过原位干涉谱发现,AlGaN薄膜生长速率主要由Ga流量大小控制,随Al组分升高逐渐降低.利用X射线衍射和卢瑟福背散射(RBS)两种方法确定AlGaN薄膜的Al组分,发现Al组分与摩尔比TMAl/(TMGa+TMAl)关系为线性,说明在优化的生长条件下,Al原子与NH3的寄生反应得到了有效的抑制.     

GaN MOCVD生长机制的量子化学计算

综述了近年来利用量子化学计算方法对GaN MOCVD生长机制的研究,详细阐述了近年文献报道的一些GaN MOCVD的生长模型,总结了利用不同生长模型进行计算得出的结果.研究表明,通过对GaN生长模型进行量子化学计算,可以提供GaN生长过程中详细的化学反应信息,对进一步了解GaN MOCVD生长的微观机制具有重要的意义.     

高真空化学气相外延炉的研制

研制出满足Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结薄膜材料生长工艺的高真空化学气相外延炉,介绍了Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结薄膜材料的生长工艺,详述了该气相外延设备的性能指标、结构组成和设计原理,并且给出了利用该设备生长Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质薄膜的实验结果。     

一维AIN纳米结构制备进展

采用CVD、碳纳米管模板法等方法已经制成了纳米线、纳米管等多种结构；同时研制成功多种一维纳米结构的降列。用CVD方法合成的AlN纳米线直径为几十纳米、纳米线长度可以达到几十微米；用碳纳米管模板法可以控制AlN纳米线的直径。同时，AlN纳米线也已经在场致发射的研究领域得到应用。综述了AlN一维纳米结构材料的制备方法，分析研究了AlN一维纳米结构的合成反应机理和材料特性。     

GaN缓冲层对生长InN薄膜的影响

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长六方相InN薄膜,利用氮化镓(GaN)缓冲层技术制备了高质量薄膜,得到了其能带带隙0.7eV附近对应的光致发光光谱(PL).通过比较未采用缓冲层,同时采用低温和高温GaN缓冲层,以及低温GaN缓冲层结合高温退火三种生长过程,发现低温GaN缓冲层结合高温退火过程能够得到更优表面形貌和晶体质量的InN薄膜,同时表征了材料的电学性质和光学性质.通过对InN薄膜生长模式的讨论,解释了薄膜表面形貌和晶体结构的差异.     

MOCVD生长不同Al组分AlGaN薄膜

本文研究了利用金属有机物化学汽相淀积系统（MOCVD）生长高质量不同Al组分AlxGa1-xN薄膜（0．13〈x〈0．8）。扫面电子显微镜（SEM）照片表明生长的AlN插入层有效地调节了AlGaN层与GaN支撑层的应力，使AlGaN表面平整无裂纹，原子力显微镜（AFM）测量得到所有AlGaN薄膜粗糙度均小于1nm。通过原位干涉谱发现，AlGaN薄膜生长速率主要由Ga流量大小控制，随Al组分升高逐渐降低。利用X射线衍射和卢瑟福背散射（RBS）两种方法确定AlGaN薄膜的Al组分，发现Al组分与摩尔比TMAl／（TMGa＋TMAl）关系为线性，说明在优化的生长条件下，Al原子与NH3的寄生反应得到了有效的抑制。