中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 陈宜保北京师范大学 1999年硕士导师: 王若桢共52页

摘要 : 光伏谱是一种利用半导体的光生伏特效应对半导体材料和薄膜结构进行检测的非破坏性光学实验技术.通过高频调制光入射,采用电容耦合方法和锁相放大技术测量半导体样品的光伏响应谱.此方法具有光路简单、无损检测、高灵敏度和直接反映样品吸收特征等优点... 展开

关键词 : 光伏谱技术半导体材料

2. Si基ZnO薄膜的异质外延及其特性研究

[学位论文] 朱俊杰中国科学技术大学 2005年博士导师: 傅竹西共139页

摘要 : 　本论文主要围绕Si衬底上，ZnO薄膜的MOCVD异质外延开展了研究，通过对MOCVD设备的改造、ZnO薄膜生长条件的探索以及Si衬底上各种过渡层生长ZnO薄膜的研究，最终利用3C-SiC作为过渡层，在Si(111)衬底上实现了单晶ZnO薄膜的异质外延；并得到了很好... 展开

关键词 : 薄膜异质外延半导体材料

3. p型ZnO薄膜的制备及掺杂机理研究

[学位论文] 王超浙江大学 2006年博士导师: 季振国共103页

摘要 : ZnO为Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料,具有压电、热电、气敏、光电导等多种性能,在许多领域都有广泛的应用.近年来ZnO在光电领域的应用引起了人们的很大关注,这是由于ZnO在室温下禁带宽度为3.37 eV,可以用来制备蓝光或紫外发光二极管(LEDs)和激光器(LDs)等光... 展开 ZnO为Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料,具有压电、热电、气敏、光电导等多种性能,在许多领域都有广泛的应用.近年来ZnO在光电领域的应用引起了人们的很大关注,这是由于ZnO在室温下禁带宽度为3.37 eV,可以用来制备蓝光或紫外发光二极管(LEDs)和激光器(LDs)等光电器件.尤其是ZnO具有较高的激子束缚能(60 meV),大于GaN的24 meV和室温下的热能26 meV,完全有可能在室温下实现有效的激子发射,因此在光电领域具有极大的发展潜力.ZnO在光电领域的应用依赖于高质量的n型和p型薄膜的制备.目前人们通过掺杂Ⅲ族元素已经获得了具有较好电学性能的n型ZnO.然而本征ZnO在内部容易产生各种施主型缺陷,发生自补偿作用使得p型ZnO薄膜难以制备,这种情况很大程度上限制了ZnO薄膜在光电器件方面的发展.因此如果通过理论和实验找到合适的受主杂质实现高质量的p型掺杂将对ZnO的实际应用起到极大的推动作用. 尽管许多研究小组对ZnO各种可能的受主元素进行了理论研究,但获得的结论却不尽相同,并且有的与实验还存在着矛盾.因此本论文基于密度泛函理论进一步对ZnO的Ⅰ族、Ⅴ族掺杂元素进行了分析,试图找出最优的掺杂元素.在V族元素当中,计算出N的受主电离能为0.31 eV,远小于P(0.77 eV)和As(0.89 eV),并且N的受主形成能在这三种元素当中也是最小的,因此可以说N是Ⅴ族元素中比较理想的p型掺杂元素.Ⅰ族元素的情况相对Ⅴ族元素来说比较复杂.理论计算出Li、Na的受主电离能分别0.11和0.16 eV,两者相差很小.而K的受主电离能则相对较大,为0.29 eV,所以从电离能角度可以首先排除K元素.在对形成能研究时发现,与Na元素相比,Li替代位受主难以形成,而其间隙位施主形成则比较容易.综合考虑,Na作为ZnO的p型掺杂元素较好.而Na和N相比较,Na掺杂时会有间隙位施主补偿的影响,因此从理论上来说在所有的掺杂元素当中N是最理想的掺杂元素,Na掺杂效果相对于N来说稍差. 在理论分析的指导下,我们首先制备了N掺杂p型ZnO薄膜.本论文中主要采用了两种方法实现N掺杂.一种是热氧化Zn<,3>N<,2>法,此方法可以克服N不易掺入ZnO的困难,并且工艺比较简单,具有较好的重复性.我们在实验中研究了热氧化温度和热氧化时间对薄膜性能的影响.XRD和紫外吸收光谱测试结果表明Zn<,3>N<,2>完全转变为ZnO所需温度为350℃.Hall测试表明热处理温度为400℃经过3个小时热处理后获得的ZnO薄膜具有最好的p型性能,载流子浓度为1.22×10<,17> cm<,3>,电阻率为83.2 Qcm.另外一种方法是以N<,2>为掺杂源的直流反应磁控溅射法.研究发现在一定的衬底温度下,空穴浓度会随着N<,2>流量的增加而增大,N<,2>流量为20 sccm时获得的p型ZnO薄膜具有最高的空穴浓度.但N<,2>流量超过此值时,薄膜的导电类型会由p型转变为n型.而当N<,2>流量固定为20sccm时,400℃的衬底温度下制备的ZnO薄膜具有最优的p型性能.利用本方法获得的p型ZnO薄膜的空穴浓度为5.58×10<,17>cm<,-3>电阻率为8.44 Ωcm. 实验中发现N掺杂p型ZnO电学性能不稳定,为此本文对Na掺杂ZnO进行了研究.通过XRD、SEM和Hall等测试手段研究了衬底温度和靶材中Na含量对ZnO薄膜性能的影响.实验中发现靶材中Na含量为0.2%、衬底温度550℃时制备的p型ZnO薄膜具有较好的晶体质量,并且电学性能也很好,载流子浓度可达1.07×10<,18> cm<,-3>左右,电阻率为27.6 Ωcm.在对Na掺杂薄膜的电学稳定性测试时发现,存放一个月后,薄膜的电学性能并没有发生明显的退化,优于采用N掺杂制备的p型ZnO薄膜. 收起

关键词 : ZnO薄膜半导体材料 N掺杂

4. 多孔硅发光特性研究及其电学性质初步探讨

[学位论文] 崔昊杨湖南大学 2004年硕士导师: 李宏建共66页

摘要 : 本文对多孔硅发光特性研究及其电学性质进行了研究。文章采用改进过的M-G模型研究了入射光波长和多孔硅的孔隙率对反射光谱和介电光谱的影响；基于多孔硅三层发光模型，利用半导体异质结理论导出了多孔硅夹层与芯部发光强度比值的关系式；讨论了各层中... 展开

关键词 : 半导体材料多孔硅光电特性

5. 半导体材料氧化镓和氮化镓的合成和表征

[学位论文] 区顺英中山大学 2008年硕士导师: 吴明娒共63页

摘要 : 宽带半导体Ga2O3和GaN由于其独特的性能及应用价值成为现今学术界和商业界研究的热点。至今低维的Ga2O3和GaN已经用各种方法被制备出来，最近复杂三维结构的Ga2O3和GaN的研究同样受到关注。γ-Ga2O3是Ga2O3的其中一种相，由于制备纯的γ相的方法很有限... 展开宽带半导体Ga2O3和GaN由于其独特的性能及应用价值成为现今学术界和商业界研究的热点。至今低维的Ga2O3和GaN已经用各种方法被制备出来，最近复杂三维结构的Ga2O3和GaN的研究同样受到关注。γ-Ga2O3是Ga2O3的其中一种相，由于制备纯的γ相的方法很有限，它的研究也受到限制。本文用水热法在温和的条件下一步合成了三维结构的γ-Ga2O3微米花，这种方法操作简单、重现性好、试剂容易得到，可大规模合成。实验部分主要包括四个研究内容：1.以Ga(NO3)3溶液和乙二胺为原料，通过水热法一步合成了三维的γ-Ga2O3微米花，用XRD、SEM、TEM、HRTEM、SAED对样品进行了表征。该微米花是由纳米片组装成的球体。通过改变乙二胺的用量、反应温度和反应时间研究了γ-Ga2O3微米花随条件改变的变化规律和生长过程，发现相对低的温度和相对少的乙二胺用量有利于微米花的形成。微米花最低可在60℃合成出来。三维的微米花是从二维的块体生长出来的。在一定条件下，γ-Ga2O3微米花会向GaOOH转变。2.通过使用其它试剂代替乙二胺，研究形成γ相Ga2O3的条件，初步提出一个假设，使用适当的螯合试剂或者使用高浓度的碱(非螯合试剂)有利于γ-Ga2O3的形成。3.以制得的γ-Ga2O3微米花为前驱体，通过高温反应得到β-Ga2O3和GaN。得到的β-Ga2O3保持了γ-Ga2O3微米花前驱体的形貌；而GaN也基本保持了前驱体的形貌，但可能由于GaN通过γ-Ga2O3和NH3原位反应得到，组成GaN微米花的纳米片有很多空洞，并且出现体积收缩的现象。4.测试了γ-Ga2O3、β-Ga2O3和GaN微米花的室温荧光性能。在相同波长250nm的激发下，γ-Ga2O3在454nm出现发射峰，比β-Ga2O3蓝移了36nm。GaN在250nm的激发下，在360nm处出现带边发射峰。它们的光学性能和其它性能有待进一步研究。收起

关键词 : 半导体材料氧化镓氮化镓

6. 带负电荷的施主量子点的理论研究

[学位论文] 刘畅广州大学 2006年硕士导师: 解文方共51页

摘要 : 本文在有效质量近似下应用谐振子基变分法和Talmi-Moshinsky系数研究了带负电的施主量子点的能谱问题。通过不同束缚势(高斯势与谐振势)下带负电的施主量子点的基态能谱，从理论上揭示了量子点束缚势的形状对受限少体系统的影响。全文共分为五章。 ... 展开

关键词 : 量子点半导体材料高斯势场

7. 新型二维半导体材料的物性调控与电学输运研究

[学位论文] 曾俊文南京大学 2018年博士导师: 缪峰；王伯根共141页

摘要 : 由于量子限域效应，材料在二维尺度下相比其体相展现出非常新奇的物理、光学、化学等性质。随着近些年来二维材料器件制备工艺的不断提升，二维材料在微电子、光电器件、光学工程及新能源等领域的应用前景越来越光明。本文主要研究包括石墨烯(g... 展开由于量子限域效应，材料在二维尺度下相比其体相展现出非常新奇的物理、光学、化学等性质。随着近些年来二维材料器件制备工艺的不断提升，二维材料在微电子、光电器件、光学工程及新能源等领域的应用前景越来越光明。本文主要研究包括石墨烯(graphene)、主族金属硫族化合物二硒化锡(SnSe2)、硒化铟(InSe)等在内的二维材料物理性质，对其电学性质的调控，以及基于这些材料的特点研究其可能的应用，如高质量InSe样品的热电性能。在第三章，我们利用Raman光谱的表征手段，研究了graphene在高能量激光下的电声子相互作用模式演化。与传统低能量下需要四个子模式来完整描述2D散射峰不同的是，在高能量下(3.81eV)，外部的P2233子模式被削弱的几乎消失，因此只需三个子模式来描述该过程，这和最近的理论预测是相符的。第四章中我们研究了高载流子浓度下SnSe2的二维超导相变。我们利用离子液体门电压技术，在SnSe2表面诱导超高载流子浓度，进而在温度为3.9K时实现超导相变。通过一系列的电输运测试（包括各向异性及温度依赖的磁阻，电压-电流信号变化特性的测试），发现该超导体具有二维超导的性质。我们进一步研究该二维超导体，发现其中的很多超导性质打破了常规认识。例如在平行磁场下，我们观测到超高的超导上临界磁场强度，该值高于经典理论中泡利顺磁极限两到三倍;我们也发现在不同的磁场及温度下，该超导体展现出两种不同的相:在温度略低于超导临界温度（Tc）时，超导库伯对(Cooperpairing)以热激发的方式传输;而在更低的温度以及小的磁场下，库伯对以量子遂穿的方式蠕动。在第五章中，我们研究了InSe在低温下的电输运性质，观测到门电压可调的弱反局域化现象。通过将InSe转移到六方结构氮化硼(hBN)上来减小杂质散射的影响，我们得到高迁移率的InSe/hBN异质结样品。在低温，热涨落效应变得很弱，量子相干效应对载流子输运性质起主导性作用，而磁阻的测试能揭示更具体的散射机制。InSe的磁阻性质表现出弱反局域化现象，且随门电压增大而加强，退相干长度可长达320nm。分析温度依赖的磁阻数据我们发现退相干散射主要是由电子-电子相互作用引起的。 InSe的高迁移率、高电流开关比以及室温外界环境中的高稳定性等性质使其具有广阔的电子器件应用前景。在第六章中，我们研究不同温度、载流子浓度以及厚度下的InSe/hBN热电性质，发现InSe的Seebeck系数在90K-300K之间可用声学声子散射模式来描述，Seebeck系数在5nm样品中最大高达-800μV/K，表明其具有良好的热电转换能力。我们发现随着层数变薄，样品的热电性能会提升，尤其是在极薄层的样品中能大大地提高。通过第一性原理计算，我们发现薄层样品的态密度更大，能有效地提高Seebeck系数。同时我们发现只有当样品的厚度在小于等于样品的热德布罗意波长时热电功率才能得到巨大的增强。收起

关键词 : 二维半导体材料物性调控电学输运

8. 调制掺杂GaAs/AlGaAs 2DEG和InAs量子点材料的制备及特性研究

[学位论文] 舒强南开大学 2007年博士导师: 王占国共113页

摘要 : 本文对调制掺杂GaAs/AlGaAs 2DEG和InAs量子点材料的制备及特性进行了研究。主要内容如下： 1、通过对MD-GaAs/AlGaAs 2DEG结构设计和生长工艺优化，获得了77K电子迁移率(μ<,77K>)高达1.86×10/Vs的2DEG材料，并对其电学输运性质进行了深入、系统的研... 展开

关键词 : 半导体材料量子点材料霍尔曲线

9. PLD技术制备ZnO薄膜及其结构和发光性质研究

[学位论文] 孙柏中国科学技术大学 2007年博士导师: 徐彭寿共112页

摘要 : ZnO是一种纤锌矿结构的宽禁带半导体材料，室温下的禁带宽度约为3.37eV，具有优异的光学和电学特性，在透明导电薄膜，表面声波器件、气体传感器和光电器件等方面有着广泛的应用，尤其是高质量ZnO薄膜的室温紫外受激发射的实现，使其成为当前的研究热... 展开 ZnO是一种纤锌矿结构的宽禁带半导体材料，室温下的禁带宽度约为3.37eV，具有优异的光学和电学特性，在透明导电薄膜，表面声波器件、气体传感器和光电器件等方面有着广泛的应用，尤其是高质量ZnO薄膜的室温紫外受激发射的实现，使其成为当前的研究热点。本论文利用PLD技术在Si，SiC，Al<,2>O<,3>，衬底上制备了ZnO薄膜，并对工艺进行优化，利用一些常规测试方法和同步辐射实验技术研究了不同生长条件对PLD技术制备的ZnO薄膜结构，光学和电学性质的影响。主要的研究工作及结果如下： 1．在Si衬底上ZnO薄膜的生长及其结构和发光性质的研究利用PLD方法，在Si衬底上制备出了单一取向的ZnO薄膜，研究了衬底温度，氧气氛，激光能量和脉冲频率等生长条件对ZnO薄膜的结晶质量的影响，分析了这些影响产生的原因，并利用优化的生长条件制备出了高质量的ZnO薄膜，其(002)峰双晶摇摆曲线的半高宽为1.3°利用同步辐射xAFS和xPS研究了两个不同衬底温度下(300℃，500℃)生长的ZnO薄膜的局域结构以及薄膜表面元素的化学态和相对含量。研究结果表明，500℃生长的薄膜的结晶质量要好于300℃生长的样品，但500℃生长的薄膜中的0/Zn比却小于300℃生长的薄膜。利用GID研究了薄膜内部不同深度的品格驰豫过程，结果显示随着x射线探测深度从靠近薄膜表面增加到薄膜与衬底的界面处，两个样品a方向的晶格常数都减小，这说明薄膜内部的应变是不均匀的。PL谱结果表明，znO薄膜的紫外发射与它的晶体质量有着非常密切的关系。在用同步辐射作激发源的低温下的光致发光谱中，发现了发光中心位于430nm的紫光发射，我们认为该发射与存在于ZnO-ZnO晶粒间界的界面势阱所引起的界面缺陷能级到价带的跃迁有关，这个界面势阱可能起源于Zn填隙。 2．Mn掺杂对ZnO薄膜结构和光学性质的影响利用PLD方法在Si(111)衬底上生长出了Mn掺杂的c轴高度取向的ZnO薄膜。光致发光(PL)结果显示了Mn的掺杂引起了薄膜的带边发射蓝移，强度减弱，紫光发射几乎消失，但绿光发射增强。利用XRD，XAFS，XPS和Raman等实验技术对Mn掺杂的ZnO薄膜的结构进行了研究。XRD和XAFS结果表明Mn进入了ZnO的晶格，处在Zn与薄膜中的填隙zn反应自身变为Mn收起

关键词 : 半导体材料 ZnO薄膜 PLD 光学电学

10. 低维半导体材料非线性光学性质的研究

[学位论文] 刘宁宁中国科学院物理研究所 2000年博士导师: 潘少华;陈正豪共94页

摘要 : 该文用磁控溅射技术制备了非晶Si/SiO<,2>超晶格(α-Si/SiO<,2>),并采用多种光谱测量手段对其光性质进行了系统研究.首次采用单光束Z扫描技术研究了α-Si/SiO<,2>超晶格结构的非线性光学性质.此外,对半导体量子点子带间的光跃迁过程进行了理论研究.该文所得的结果... 展开

关键词 : 半导体材料非线性光学性质