一、InGaAs/InGaAsP/InP等异质结构体材料最窄能带隙的实验确定（论文文献综述）
于彦龙[1]（2014）在《InP纳米材料的合成及性能研究》文中研究指明作为重要的III-V族化合物半导体纳米材料之一，InP纳米材料因其在纳米电子器件和纳米光电子器件等方面的应用，已经成为当前纳米科学与技术研究领域的热点之一。本文分别采用化学气相沉积法和溶剂热法合成出了具有不同晶体结构的纳米线、纳米针、纳米管和纳米梳等InP纳米材料，并研究了合成工艺条件对材料的晶体结构、形貌及光学性能等方面的影响。采用单温区加热化学气相沉积法，在In粉用量为1.0mmol，In粉与红磷摩尔比为1:1.3，合成温度650℃工艺条件下合成出了具有多晶结构的InP纳米线；采用双温区加热化学气相沉积法，在In粉用量为1.0mmol，In粉与红磷摩尔比为1:1.3:2.6，加热1区温度650℃，加热2区温度700℃工艺条件下合成出了具有单晶结构的InP纳米线；采用预加热双温区加热化学气相沉积法，先将In粉预加热至200℃保温30min，然后在In粉用量为1.0mmol，In粉与红磷摩尔比为1:1.3:2.6，加热1区温度650℃，加热2区温度700℃工艺条件下合成出了包含层错的孪晶结构InP纳米线。实验结果表明，采用化学气相沉积法通过改变工艺条件，可以合成出不同直径、不同长度和不同晶体结构的InP纳米线。采用溶剂热合成法，以2.0mmol In粉，0.75mmol白磷为原料，以苯为溶剂，以2.0mmol KBH4为还原剂，以2.0mmol十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，在180℃保温12h，然后升温至380℃保温6h工艺条件下合成出了具有单晶结构的InP纳米线。实验结果表明，使用十六烷基三甲基溴化铵有利于InP纳米材料线状形貌的形成；采用溶剂热法通过改变工艺条件，可以合成出不同直径和不同长度的InP纳米线。采用溶剂热合成法，以2.0mmol In粉，0.75mmol白磷为原料，以苯为溶剂，以2.0mmol KBH4为还原剂，以2.0mmol十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，在200℃保温12h，然后升温至350℃保温12h工艺条件下合成出了具有单晶结构的InP纳米针；采用溶剂热合成法，以2.0mmol In粉，3.0mmol红磷为原料，以苯为溶剂，以2.0mmol的KBH4为还原剂，以4.0mmol十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，在200℃保温12h，然后升温至280℃保温12h工艺条件下合成出了单晶结构InP纳米管；采用预加热双温区加热化学气相沉积法，以1.0mmol In粉和3.0mmol红磷为原料，先将In粉预加热至160℃保温30min，然后将加热1区温度升至650℃，加热2区温度升至700℃，保温12h，合成出了包含层错的孪晶结构InP纳米梳。实验结果表明，通过选择不同的合成方法和工艺条件，可以实现对InP一维纳米材料的形貌及晶体结构的控制合成。利用Raman光谱分析法研究了InP纳米线、纳米针、纳米管和纳米梳的Raman光谱。结果表明，相比块体材料而言，InP一维纳米材料的Raman光谱特征峰峰位均发生了不同程度的红移现象。利用PL光谱分析法研究了InP纳米材料的光致发光性能。结果表明，相比块体材料而言，InP一维纳米材料的PL光谱发射峰峰位均发生了不同程度的蓝移现象。利用紫外-可见分光光度计研究了InP纳米线的光催化性能。结果表明，在紫外灯光照射下，InP纳米线对RhB染料的降解具有一定的光催化作用。
张文进[2]（2014）在《高质量荧光量子点合成及光电应用》文中进行了进一步梳理在过去20年里,量子点由于具有窄且对称的发射峰、高的光稳定性和高发光效率等优势,已经作为有机染料的替代物应用于很多领域,如显示或发光器件、太阳能电池和生物标记等等。传统上量子点主要依靠“尺寸依赖”来调控光、电性质,这种方法具有一定局限性。为克服这一弊端,在本论文中,我们建立了“结构依赖”、“组分依赖”等方法来代替“尺寸依赖”方法,取得了一定成果。另一方面,随着人们对量子点在健康和能源等领域应用日益推广,开发大批量生产高质量纳米材料的方法已经迫在眉睫,目前大多数性能优异的纳米材料都是通过热注入法得到,这种方法不适于可放大量,高重复性工业化生产要求,此外,高成本和苛刻的实验条件也是不能进行实际应用的原因。我们开发的单锅无注入合成方法,成功实现了克量级高质量纳米晶合成。本学位论文主要包含以下内容：（1）CdTe/CdSe/ZnS核/壳/壳结构量子点我们通过三步法得到此种量子点。首先将CdO,十四烷基磷酸和十八烯在室温下加入到三口烧瓶中,在氮气保护和磁力搅拌下加热到290℃,注入Te前驱体溶液（将Te粉在210℃下溶解在三辛基磷和十八烯的溶液中）并生长3mmin后得到CdTe量子点核。然后将纯化后的CdTe量子点核、十四烷基磷酸、三辛基磷和十八烯在室温下一起加入到三口烧瓶中,升温到150℃,每隔30min分别加入Cd前驱体溶液（将Cd（OAc）2在80℃下溶解在三辛基磷和十八烯的溶液中）和Se前驱体溶液（将Se粉在超声下溶解在三辛基磷和十八烯的溶液中）,得到CdTe/CdSe核/壳结构量子点。最后将反应温度降低至135℃,加入一定量二乙基二硫代氨基甲酸锌溶液（将二乙基二硫代氨基甲酸锌在超声下溶解在三辛基磷和十八烯（v/v,1：1）的溶液中）,反应30min,再升温至200℃反应30min,最终得到CdTe/CdSe/ZnS核/壳/壳结构量子点。这种量子点的荧光效率高达94%,发光范围为540到825nm。在实验条件选择中,我们采用了具有强配位能力的十四烷基磷酸,这是成功要素之一,另外,采用低温生长壳层技术也是关键一点。通过这种新型“结构依赖”能带隙调控方法得到的高质量荧光在转入水相后仍然能够保持,高的光稳定性是由于宽能带ZnS壳层的包覆可以让电子与空穴限定在CdTe/CdSe内部,从而与外部环境隔离开来。（2）Zn-Cu-In-S/ZnS （ZCIS/ZnS）合金量子点我们通过“组分依赖”能带隙调控方法合成出这种高质量荧光量子点。具体的合成方法是在室温下将金属离子醋酸盐、硬脂酸、十二硫醇和十八烯放入到反应烧瓶中,在氮气保护和磁力搅拌下加热到230℃,注入一定量的S源溶液反应30min得到ZCIS合金量子点核,然后升高温度至240℃,每隔15min注入一定量的Zn前驱体溶液（将Zn（OAc）2在160℃下溶解在油胺和十八烯的溶液中）到反应溶液中,反复5次,最终得至IJZCIS/ZnS合金量子点。最初ZCIS核荧光量子产率小于3%,在包覆ZnS后,可以显着提高到56%,发光范围从518nm到810nm,涵盖了大部分可见光光谱和一部分近红外光谱。实验结果显示Zn/Culn比例、硫源、十二硫醇的量和反应温度都会显着影响合金量子点能带。此外,我们使用巯基十一酸进行配体交换可以将油溶性量子点转入水相中,并保持高荧光量子产率。基于这个优势,在可见光照射下我们将水溶性ZCIS/ZnS量子点进行了降解罗丹明B实验,在2h内就可以将其完全降解,显示出优异光催化性能。（3）Mn:ZnS量子点我们利用成核掺杂技术,具体方法是在室温下将硬脂酸锰、十二硫醇和十八烯加入到反应烧瓶中,在氮气保护和磁力搅拌下将温度升高到250℃,注入一定量的S前驱体溶液,生长1min得到稳定且小尺寸MnS核（2.0nm）,然后通过注入一定量的Zn前驱体溶液（将Zn（OAc）2在160℃下溶解在油胺和十八烯的溶液中）,生长20min,再降低温度至230℃注入同等量的Zn前驱体溶液,生长20min,实现在核的外面径向生长ZnS壳层,最终得到Mn:ZnS量子点。我们通过紫外吸收光谱、荧光发射光谱、透射电子显微镜和X射线衍射仪表征了Mn：ZnS量子点的光学性质和结构性质。考察了不同实验条件（包括MnS核和ZnS壳层的反应温度、S前驱体溶液的量、十二硫醇的量和Zn/Mn比例）的影响。使用十二硫醇作为配体可以增强形成小尺寸稳定的MnS核的重复性,从而得到高质量掺杂结构荧光量子点。设计ZnS壳层生长温度实现了Mn离子在掺杂结构量子点中的扩散平衡。（4）Cu:ZnxCd1-xS、Cu:Zn-In-S和Cu,Mn:Zn-In-S量子点我们利用单锅无注入法,具体是在室温下将金属醋酸盐、S粉、十二硫醇、油胺和十八烯加入到反应烧瓶中,然后在氮气保护和磁力搅拌下升高温度到220℃并反应30min就可以方便得至Cu:ZnxCd1-xS、Cu:Zn-In-S和Cu,Mn:Zn-In-S掺杂量子点。三种掺杂量子点的发光范围可以覆盖整个可见光光谱和部分近红外光谱（从450到810nm）,荧光量子产率平均在50%-80%。此外掺杂发光可以通过改变主体材料元素比例、Mn或Cu离子浓度和反应温度等条件方便调控。通过配体交换后,所得水溶性量子点荧光量子效率能够保持最初油溶性量子点的75%以上,并且具有高的热稳定性（高达250℃）,长的荧光寿命（亚微秒）。更重要的是我们将不含重金属Cd的低毒性Cu:Zn-In-S/ZnS量子点材料作为发光活性层,组装出量子点发光二极管（QD-LEDs）器件,它的启动电压为3.6V,可以比拟一般QD-LEDs水准,最大荧光强度可以达到220cd m-2（在8.5eV）,在0.41mAcm-2注入电流密度下,发光效率（LE）和功率效率（PE）分别为2.45cdA-1和2.14lm W-1,对应亮度为10cdm-2。我们还将Cu, Mn:Zn-In-S/ZnS量子点作为光转换层装配成白光发光二极管（WLED）器件,显示出CRI高达91、发光效率为51lm/W的标准白光。总之,我们证实这些量子点有潜力作为低毒材料用于LEDs和生物标记中。（5）克量级合成核壳结构量子点、CdSe多脚棒纳米晶及不同形貌CdS纳米晶我们利用单锅无注入法分别制备出了三种半导体纳米晶。第一种是核壳结构量子点（CdS/ZnxCdi1-xS, CdSe/ZnxCdi1-xS和CdTe/ZnxCd1-xS）,其壳层为组成梯度变化的合金材料。具体方法是在室温下将CdO、Zn（NO3）2、硫族元素、三辛基磷、硬脂酸和十八烯加入到反应烧瓶中,在氮气保护和磁力搅拌下加热到250℃反应60min,最终得到核壳结构量子点（CdS/ZnxCd1-xS, CdSe/ZnxCd1-xS和CdTe/ZnxCd1-xS）。通过简单地改变反应物种类和配体量,它的发光范围可以从紫光一直调控到近红外区域（400-820nm）,发光效率可以高达80%,并且通过配体交换转入水相后仍然可以保持油溶性量子点的量子产率。通过该反应我们很方便地制备出克量级各种颜色（绿色、黄色和红色）高质量荧光量子点,体现出该合成方法大批量生产高质量荧光纳米晶的潜力。第二种是CdSe多脚棒半导体纳米晶。具体的合成方法是在室温下将CdO和Se粉作为反应原料加入到含有三辛基磷、油酸和石蜡反应溶剂的反应烧瓶中,升高温度到210℃生长10min,得到克量级CdSe多脚棒纳米晶。我们考察了不同反应条件（包括反应温度、配体性质和种类、Cd/Se匕例和反应物性质）对CdSe多脚棒纳米晶性质的影响。在包覆ZnS壳层之后,荧光量子产率可以显着提高到85%。第三种是各种各样形状（球形,四面体,枝杈状和花状结构）的CdS纳米晶。具体方法是在室温下将CdO和S粉作为直接反应原料加入到含有三辛基磷、油酸和石蜡反应溶剂的反应烧瓶中,升高温度到230℃生长10min,得到克量级形貌可控的CdS纳米晶。其形貌变化机理与核的结构及单体浓度有关。此外,所得各种形貌（球形,四面体,枝杈状和花状结构）的CdS产品对于降解有机染料显示出优异光催化性能,其中球形CdS纳米晶相对于其他形貌CdS纳米晶比较低的光催化性能可以归因于低的电子-空穴分离效率。综上所述,我们发明的单锅无注入法能够满足工业化生产所需的可升级、低成本及可重复性。
胡小英[3]（2013）在《GaAs/AlGaAs量子阱材料微观结构与器件特性分析研究》文中指出GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器（Quantum Well Infrared Photodetectors，QWIP）是先进薄膜生长技术与微电子学相结合的新型红外探测器。具有材料均匀性好，生长制备工艺成熟，价格低，抗辐照性能好，及易于实现多色探测等优点。广泛用于生物医疗成像，空间资源检测，军事领域现代化高科技武器装备、地雷探测、红外制导系统、战场侦察、反坦克导弹热瞄镜等领域，已成为红外探测器的主流技术。但其较大的暗电流，较低的量子效率与过窄的频带宽成为其快速发展的瓶颈。本文以GaAs/AlGaAs QWIP单元探测器为应用背景，从相关器件结构优化设计入手，使用金属有机物化学气相沉积法（Metal Organic Chemical VaporDeposition，MOCVD）进行量子阱材料生长，设计QWIP样品性能参数自动测试系统，利用高分辨透射扫描电镜（High resolution transmissionelectron microscopy，HRTEM）对器件展开微观结构分析研究，采用室温光致荧光谱（Room TemperaturePhotoluminescence，RT-PL）对样品进行势垒与势阱PL谱测试，以对其微观能级结构进行剖析研究。旨在提高光电流，减小暗电流，建立器件微观结构与宏观表征的关系，为实现QWIP能级结构设计与材料生长工艺的优化奠定基础。论文主要研究内容，结论与成果如下：1、采用MOCVD生长3050周期300μm×300μm台面，峰值响应波长8.5μmGaAs/Al0.3Ga0.7As量子阱样品数件，其电极压焊点面积大小与位置不同。对器件样品进行宏观光电特性测试，实验结果显示：样品暗电流，噪声，响应特性，伏安特性及探测率等呈现正负偏压的不对称性。结合样品的微观结构形貌，研究结果表明：样品界面位错穿过区域靠近AlGaAs层附近衬度区域的加宽，致使Al原子从AlGaAs层析出，导致穿透位错造成相位分离，这是引起量子阱光电性能变差的主要原因；材料生长工艺自身引起不同生长次序中GaAs与AlGaAs界面不对称性与掺杂元素的扩散，及GaAs薄膜中大量缺陷，其中包括有生长技术或掺杂带来的点缺陷及由衬底异质外延晶格失配引起的缓冲层缺陷等。这都是引起器件宏观特性曲线出现不对称的根本原因；样品器件位于台面的电极造成器件结区暗电流增加，表面及压焊点电极漏电也有一定影响。2、根据GaAs/AlGaAs QWIP的结构参数，建立了QWIP理想势阱模型。通过对QWIP样品解理后侧向剖面QW进行PL测试，结合势阱与势垒发光峰的位置，根据理想GaAs/AlGaAs势阱模型与量子阱能带理论进行数值拟合运算，获得QWIP样品的势垒组分、量子阱宽度等各项结构参数，并由此得到量子阱子带间跃迁能量，及其相应的峰值响应波长。实验结果显示：器件结构中势阱宽度偏离设计值12个原子层，势垒中Al组分偏离设计值1%2%。虽然实际值相对于设计值有一定偏差，但该工作有利于防止偏离设计值的晶片流入器件制备工序，另一方面能够促使改进MOCVD生长工艺使其达到设计要求。3、建立QWIP荧光量子阱响应波长能带模型，确定QWIP峰值响应波长与势垒中Al组分关系，建立器件微观结构形貌与宏观光电特性关系。采用MOCVD制备Al摩尔含量为0.23，0.32实验样品。光谱测试结果显示：3#，4#样品峰值响应波长为8.36μm，7.58μm，与据薛定谔方程得到峰值波长9.672μm，7.928μm误差分别为15.6%，4.6%。研究结果表明：铝原子在GaAs与AlxGa1-xAs界面处扩散促使GaAs量子阱由标准方势阱变为余误差决定的形状，导致势阱降低，宽度增加，子能级分布变化，响应波长蓝移。说明光激发载流子正从束缚态到连续态向束缚态到准束缚态跃迁方式转变。HRTEM技术分析发现：位错引起GaAs与AlGaAs晶格不匹配及量子阱材料生长过程中对材料控制精度不够是造成3#样品误差过大主要原因。说明势垒中Al组分减小致使量子阱子带间距离逐渐缩小，导致峰值响应波长红移。RT-PL实验结果与理论计算相符合，说明势垒中Al组分可修饰QWIP光电特性。4、确定QWIP响应波长与GaAs势阱宽度关系。根据理想二维方势阱模型设计器件量子阱能级结构，采用MOCVD生长阱宽为4.5nm，5.5nm GaAs/Al0.3Ga0.7AsQWIP样品，利用傅里叶光谱仪对样品进行77K液氮温度光谱响应及势阱与势垒的PL测试。光谱实验结果显示：5#，6#样品峰值响应波长为8.39μm，7.69μm，与据理想二维方势阱模型获得8.924μm，8.051μm误差为6.36%，4.7%；同时响应光谱半高宽从27.3%上升至44.2%。而PL实验结果则显示：其与二维方势阱模型及薛定谔方程得到的结果一致。结合HRTEM研究样品微观结构形貌，结果说明：若加宽势阱，则光谱响应峰向高能方向漂移，及响应光谱半高宽上升。说明基态E1相对于势阱底而下降，导致子带间距增大，峰值波长蓝移，且在蓝移过程中发生半高宽增加的现象。而激发态E2逐渐从势阱口内向势阱口外移动，即光激发载流子跃迁形式从束缚态到连续态跃迁方式向束缚态到准束缚态跃迁方式的转变。5、样品HRTEM显示：Al原子从AlGaAs层析出将会引起微观领域光生电子与阱中热激发电子运动速度或方向发生变化，从而改变器件宏观光电特性；样品位错沿（100）面无法消除因插入GaAs层而导致GaAs与AlGaAs间晶格失配而起的应力应变，从而使得位错在接近量子阱区域发生微小的弯曲，进而影响器件的输出响应。
于红艳[4]（2011）在《气体传感用长波长大应变量子阱分布反馈激光器的研究》文中提出近年来波长范围在1.6—2.11μm的近红外激光器引起研究人员们的注意,工作于此波段的激光器因其发射波长与很多环境以及工业气体,例如（CH4,HCL,H20, CO, NO）的吸收谱线相一致,可用做气体传感的光源。大应变InGaAs/InGaAsP多量子阱（MQW）分布反馈（DFB）激光器由于在上波导层制备有光栅,能够输出稳定的单模激光,线宽在几兆赫兹,远小于气体分子的吸收线宽（百兆赫兹）,并且DFB激光器的波长可以被温度和电流调谐,适合作为气体传感系统的光源。本论文围绕长波长大应变气体传感量子阱DFB激光器的研制开展了以下几个方面的工作：1.优化了甲烷气体探测用1.65μm MQW DFB激光器的制作工艺。目前,已经初步实现了1.65μm甲烷检测用外延片的小批量生产能力。器件阈值电流小于25mA,功率大于10m W,量子效率大于20%,光谱线宽小于10MHz,边模抑制比大于40dB。器件通过了老化筛选,预测激光器的寿命约为11年。管芯经耦合封装后,输出光功率在注入电流为Ith+80mA时大于8mW,完全满足甲烷气体的检测要求。2.采用低压金属有机化合物气相沉积法（LP-MOCVD）生长并制作了波长为1.7945μm的大应变InGaAs/InGaAsP MQW DFB激光器,对应一氧化氮的吸收谱线。采用生长中断技术改善了阱的质量,引入载流子阻挡层提高了器件的温度稳定性。工作温度在-20℃—50℃时,腔长为300μm未镀膜管芯的阈值电流范围为10 mA-35mA。20℃时阈值电流为19.7 mA,输出光功率在连续注入电流为100 mA时可达到9.9 mw。器件在很大的电流范围内保持单模工作,波长调制率为0.012 nm/mA。激光器的特征温度为58K,与传统通讯用1.55微米InGaAsP分布反馈激光器的特征温度相当。3.采用LP-MOCVD方法生长并制作了波长为1.82μm、1.84μm、1.86μm、1.9μm的大应变InGaAs/InGaAsP MQW DFB激光器,对应水汽的吸收谱线。采用生长中断和应变缓冲层技术改善了阱的质量,引入载流子阻挡层提高了器件的温度稳定性。其中1.82μmDFB激光器光谱的边模抑制比大于30dB,波长随电流和温度近似线性变化,调制率分别为0.013nm/mA和0.12nm/℃,特征温度为58K。腔长300μm未镀膜管芯的阈值电流小于25mA,注入电流100mA时功率大于8mW。器件均通过老化筛选,预测激光器的寿命约为11年。经耦合封装后,出纤光功率在65mA注入电流下大于3mW,满足水汽检测的要求。1.84μmDFB激光器光谱的边模抑制比大于30dB,波长的电流调制率为0.011nm/mA。1.86μmDFB激光器光谱的边模抑制比为38.9dB,波长的电流调制率为0.014nm/mA。腔长600μm未镀膜管芯的阈值电流约40mA,出光功率大于7mW。1.9μmDFB激光器光谱的边模抑制比大于25dB,腔长600gm未镀膜管芯的阈值电流在30mA左右。本论文针对甲烷、一氧化氮、水汽等气体的检测需求,研究制作了1.6μmm-1.9μm波段内6种波长的DFB激光器。
刘奇[5]（2011）在《GaN基IMPATT二极管太赫兹研究》文中认为鉴于太赫兹波在天文学、物理学、生物学、材料科学、信息通信、国家安全和军事等诸多领域的广泛应用,而太赫兹辐射源是所有实际应用的基础。而现在仍然缺乏低造价、便携式、具备足够输出功率的THz源。在此背景下,我们以新型材料GaN为基础,对IMPATT二极管进行了深入的研究,设计了几种GaN基IMPATT二极管结构并进行了详细的仿真分析,研究了不同工作温度条件和引入异质结构对器件性能的影响。主要得研究成果如下:1、研究了IMPATT二极管工作机理并建立仿真模型。对GaN基的IMPATT二极管的工作机理进行了分析,从器件中载流子的雪崩、渡越漂移特性,结合载流子的漂移-扩散模型,用器件仿真器ATLAS建立仿真模型。2、设计了三种结构的GaN基IMPATT二极管,并分别对其性能进行分析,分别为高-低-高型单漂移区型,普通型单漂移区型,双漂移区型。IMPATT的最佳工作频率分别为0.46THz、0.16THz、0.31THz,RF输出功率密度分别为13.8mW/?m2、12.6 mW/?m2、22.6mW/?m2。如果假设器件的面积为100?m2,在单漂移区器件中可以得到1W以上的RF输出功率,在双漂移区器件中可以得到2W以上的RF输出功率。3、结合最新的GaN、AlGaN材料的实验报道数据和蒙特卡洛仿真数据,拟合得到了GaN、AlGaN材料在不同温度下的速场模型。并且用此模型研究了GaN基IMPATT的温度特性,得到温度升高会降低器件的转化效率,但是由于温度升高使击穿电压升高,因此对RF功率输出影响较小。4、研究了GaN异质结型IMPATT二极管,提出双段单漂移区异质结型IMPATT结构。这种结构可以提高器件转化效率,并且不会降低器件的工作频率。5、研究了IMPATT器件中存在的功率-频率效应和热学效应,并讨论了GaN工艺条件中P型掺杂和欧姆接触对IMPATT器件制备的影响。综上所述,本文从理论上和仿真角度较为全面的研究了GaN基IMPATT器件,从仿真的结果可以得到GaN基IMPATT二极管可以作为高输出功率,高工作温度的半导体THz固态器件,并且为GaN材料工艺实现IMPATT打下良好的基础。
刘晓明[6]（2010）在《InAsSb红外光电薄膜制备和表征与单元器件研究》文中指出InAsxSb1-x薄膜以其结构稳定、高载流子迁移率、小介电常数等优点在中长波红外探测领域具有潜在的应用前景。但由于缺乏晶格匹配的衬底,生长高质量InAsSb薄膜仍是个难点,而且人们希望InAsSb的红外探测截止波长能够更长一些。基于以上背景,本文主要研究了GaAs衬底上分子束外延InAsSb薄膜的工艺以及所制备薄膜的结构和性能,设计和制备了以InAsSb/InSb应变超晶格为探测层的光伏型单元器件,并对其光电性能进行了研究。以InSb外延层做为InAsSb薄膜的缓冲层,研究了生长温度、V/III束流比、低温形核层厚度等对InSb缓冲层质量的影响。得到优化生长工艺为:先以衬底温度345℃,生长速率0.2μm/h, V/III束流比为1.5,生长厚度65nm的InSb低温形核层,再以生长速率1.2μm/h,衬底温度为390℃-415℃,V/III束流比为3.6,生长所需厚度的InSb层。低温形核层为43nm时,InSb外延层以二维成核方式生长,而低温缓冲层厚度为65nm、87nm以及无低温形核层时,InSb外延层以台阶流动方式生长。研究了工艺参数对InAsSb薄膜Sb组分、晶体质量及性能的影响,特别是不同缓冲层对中等Sb含量的InAsSb薄膜晶体质量及性能的影响。结果表明不同As（As2和As4）气氛下,生长温度和As/Sb束流比对InAsSb薄膜组分和质量的影响不同:在As4气氛下,改变温度和As4/Sb4束流比对Sb组分的影响较小,且当温度高于420℃时,薄膜质量显着下降;在As2气氛下生长温度和As2/Sb4束流比均对Sb组分产生较大影响,且生长温度为450℃时仍可得到晶体质量较好的InAsSb薄膜。通过Hall测试研究了磁场和温度对InAsSb薄膜电学性能的影响。结果表明霍尔系数和磁阻随磁场强度的变化规律以及迁移率随温度的变化规律均与理论吻合的很好。用优化后的工艺生长的InAsSb薄膜具有非常优秀的电学性能:室温掺杂浓度为3.5×1018cm-3时, 300K的霍尔迁移率为19000cm2/V·s,77K的霍尔迁移率达到27500 cm2/V·s;未掺杂时,InAsSb薄膜为弱p型,300K的霍尔迁移率为34000cm2/V·s。通过红外傅里叶变换研究了InAs1-xSbx薄膜的光学性能。当Sb含量大于0.7时InAsSb薄膜的带隙随Sb组分的变化规律基本符合现有经典公式。中等Sb含量（x=0.53）的InAsSb薄膜的带隙明显大于经典公式计算的带隙值。设计并制备了InAsSb/InSb超晶格为探测层的p-i-n红外光电二极管。双晶X射线衍射和高分辨透射电镜研究结果表明,InAsSb/InSb超晶格具有非常高的晶体质量。光电测试结果显示二极管有很好的光电性能:77K时在2.7-3.5μm,4-12μm和15-25μm处均有响应,其中4-10μm处的响应非常强,与本征跃迁对应。随温度的升高2.7-3.5μm和15-25μm的响应很快就消失了,而随温度的继续升高,噪声明显增强,最终使10-12μm处的响应也淹没在噪声中。本征响应的最高工作温度可达260K。
张院生[7]（2009）在《四元混晶In1-xGaxAsyP1-y/InGaAsP量子阱在组分和压力调制下的能带转型》文中认为四元混晶半导体材料具有两个独立的组分变量,同二元和三元材料相比,其晶格常数、禁带宽度和介电常数等物理性质可以通过改变混晶中各元素的组分比而更方便地人为改变。目前,对四元混晶系材料的带隙、晶格振动特性、光学性质及其构成的量子阱器件等已有了较广泛的研究,并得到一些有意义的结果。但是,对于完全由同一种四元混晶系半导体材料组成的量子阱结构还很少有研究,尤其是对能带转型问题的研究至今还未见报道。能带结构的调控（如能带转型）在能带工程中具有重要意义,它是能带剪裁、器件设计和性能优化以及改变掺杂性质的有效途径。能带结构的调控除了组分调制、掺杂调制之外,高压调制目前也已经成为半导体低维结构研究的重要手段。本论文我们通过改变材料组分和引入流体静压力来调控完全由InGaAsP材料组成的量子阱系统的能带结构。本文采用模型固体理论,计算了四元混晶半导体应变量子阱的能带结构,研究组分和流体静压力对能带的调制作用以及对量子阱中应变的调制效应,进而探讨组分和压力调制下能带转型和应变转型的可能性;同时还讨论了量子阱在多层时组分对能带的调制作用。对于完全由InGaAsP四元混晶材料组成的量子阱结构,考虑由于晶格失配而在异质结界面处引起的双轴应变效应的影响,讨论了垒材料与InP衬底晶格匹配情况下的In1-xGaxAsyP1-y量子阱中电子和空穴的能带;计算了导带带阶、价带带阶、晶格失配（应变）、以及带隙随阱材料中Ga组分x和As组分y的变化关系。结果表明:当固定垒材料组分而改变阱材料组分时,量子阱的能带出现类型Ⅰ到类型Ⅱ转变,量子阱内的应变也相应地由压应变转为张应变;当阱材料为多层时,通过控制组分还可以实现抛物阱。对上述量子阱系统,引入流体静压力后,仍采用模型固体理论,考虑压力对晶格常数和弹性常数等物理参数的影响,讨论了量子阱中电子和空穴能带的压力效应;数值计算了导带带阶、价带带阶以及晶格失配随静压力和组分的变化关系。计算时垒层中只考虑静压应变的影响,而阱层中同时计入静压应变和内部双轴应变的影响。结果表明:无论是固定阱材料组分还是固定垒材料组分,压力调制都能够导致量子阱的能带转型;此外,压力调制还能够实现量子阱内的应变转型。进一步计算发现,当固定阱材料组分时,垒材料中的As组分y越小,转变压力越大;Ga组分x越小,转变压力越小。
张舒惠[8]（2008）在《InAsSb/InAlSb异质结红外光敏薄膜结构与性能研究》文中研究说明本文采用了分子束外延（MBE）方法在GaAs（001）衬底上生长InAsSb/InAlSb异质结外延薄膜。样品采用了NBN异质结结构,来研究InAsSb/InAlSb异质外延薄膜的结构与性能,其主要目的是为了降低暗电流,以达到提高探测率的目的。在本文中主要是为这一目的做了一些铺垫工作。其具体工作如许下:在InAsSb/InAlSb薄膜外延生长过程中,采用了反射式高能电子衍射仪（RHEED）对薄膜表面进行原位控制。为了克服InAsSb与GaAs间14.6%的晶格失配,生长时先低温生长一定厚度的GaAs缓冲层,随后又生长了不同配比的InAsSb缓冲层。NBN结构的阻挡层材料选择非掺杂的InAlSb材料。通过原子力显微镜（AFM）、扫描电镜能谱（EDS）、X射线双晶衍射（DCXRD）、X射线光电能谱（XPS）、透射电镜（TEM）等方法研究了InAsSb/InAlSb的表面形貌和晶体质量,结果表明晶体表面光滑且晶体质量良好,但成份与预期差别较大,缺陷密度也较大,所以仍需进一步调节工艺参数。在红外光谱分析中得出由于存在有序化排列现象,使得InAsSb/InAlSb薄膜存在多个吸收边,不但在34.5μm和4.77μm波段内存在吸收,在814μm内也存在强烈的吸收;而且由于受到晶格热震动的影响使得样品在>15μm波段内也可以观察到吸收。霍尔（Hall）测试结果显示在温度从10K到300K内变化时,样品的载流子浓度随着温度的增加而增加;其大小与霍尔迁移率一样均比文献中报道的高,且随温度降低迁移率略有下降。同时,在温度一定时,载流子的浓度即电子迁移率均不受外电场强弱的影响。
舒斌[9]（2007）在《Si基应变三维CMOS关键技术研究》文中进行了进一步梳理本文基于Si基应变材料在三维CMOS中的应用,首先研究分析了Si基应变材料的晶格结构,形成压应变与张应变的机理,应变Si／应变SiGe材料的基本物理特性,尤其是应变导致的载流子迁移率增强及机理。研究分析了应变对Si和SiGe能带的影响,给出了应变Si和应变SiGe的禁带宽度模型,并提出一种利用pn结电容-电压曲线测量应变SiGe禁带宽度的新方法。采用数值拟合的方法,得到了适于Medici仿真的应变Si与应变SiGe材料的低场电子和空穴的迁移率模型,为Si基应变三维CMOS器件与电路的设计与优化提供了理论基础。研究分析了硅片直接键合与智能剥离技术,提出并采用低温／高真空硅片直接键合,同时结合智能剥离技术实现SOI结构,并在550℃、2.1×10-2Pa的条件下制备出这种SOI结构。该SOI结构的顶层单晶硅膜的表面粗糙度小于8.5nm,缺陷密度低于90cm-2,键合强度达到153.7Kgf/cm2,该方法可为Si基应变三维CMOS集成电路的后续有源层提供高质量的单晶硅材料,同时,该方法的低温／高真空退火过程可避免传统的高温退火过程对三维集成电路的有源层材料及器件结构、性能的影响,有效地提高界面的键合质量与键合强度。在低温／高真空硅片直接键合与智能剥离实现SOI结构基础上,提出了一种基于该结构的应变Si／应变SiGe三维CMOS器件结构,并对其电学特性进行了研究与仿真分析。结果显示,与体硅CMOS器件相比,由于采用应变Si与应变SiGe材料,该CMOS结构器件的载流子迁移率高,电流驱动能力强,跨导高。同时,由于采用SOI结构,器件的寄生电容小,且易于实现全介质隔离,集成度高,在高速和低压、低功耗电路中可以有广阔的应用前景。本文还提出并研究了另一种垂直层叠共栅应变Si／应变SiGe量子阱CMOS器件结构。该CMOS结构中分别用张应变的Si与压应变的SiGe作为NMOS与PMOS的量子阱导电沟道,载流子迁移率高。同时,提出并采用以p+多晶SiGe作为栅电极材料,利用p+多晶SiGe功函数随Ge组分连续变化的特点,实现NMOS与PMOS闽值电压的同时调整与匹配。论文对该CMOS器件从能带结构、载流子面密度、直流特性、交流特性等方面进行了研究分析与仿真,验证了其可行性。深入探讨了主要层结构参数与材料物理参数对NMOS和PMOS性能的影响,给出了优化后的器件结构参数与电学特性参数,如δ掺杂层、阈值电压、跨导和特征频率等。最后,以CMOS反相器作为对该结构的一个应用,仿真了其传输特性,仿真结果表明,该结构逻辑关系正确,性能优越。该CMOS结构器件具有设计灵活,集成度高,工艺技术与常规Si技术兼容,高频／高速的优势。
郜鲜辉[10]（2006）在《电化学原子层外延制备纳米薄膜热电材料的研究》文中进行了进一步梳理热电材料能够实现热能和电能之间的直接转换,是一种十分理想的电源和制冷器材料。传统热电材料存在主要问题是:材料的热电优值（ZT）小,热电转换效率低;制备工艺和目前微电子制造业的发展趋势不相适应,阻碍了其在“微观”制冷领域的进一步发展。纳米薄膜热电材料的ZT值较传统块体热电材料有了大幅度的提高,具有优越的热电性能。同时,其加工工艺可与微电子加工工艺完全兼容,便于集成一体化,具有广阔的应用前景。电化学原子层外延（Electrochemistry Atomic Layer Epitaxy, ECALE）兼具电化学和原子层外延的优点,利用表面限制生长技术-----欠电位沉积（Underpotential Deposition, UPD）,交替电化学沉积不同元素的原子层以形成化合物,该方法在室温下进行,克服了分子束外延（MBE）、金属有机物化学气相沉积（MOCVD）等热方法的诸多问题,在薄膜材料及超晶格的制备方面具有很大的优势。本论文讨论了利用ECALE法制备Sb2Te3纳米热电薄膜的研究过程。论文第一部分介绍了热电材料的研究现状,并简单介绍了几种新型热电材料及其热电传输机理,然后对比目前常用的几种薄膜制备方法详细论述了ECALE法的基本原理、特点及影响因素,最后对本研究所使用的电化学自动沉积及测试系统进行了介绍。论文第二部分讨论了Te、Sb在Pt电极上的电化学特性及ECALE制备Sb2Te3薄膜的过程。使用自动沉积系统交替电化学沉积Te、Sb原子层400个循环获得沉积物,采用XRD, FESEM、FTIR等分析测试手段对沉积薄膜的结构、形貌、禁带宽等进行了表征。XRD结果表明沉积物是Sb2Te3化合物;FESEM测试结果表明Sb2Te3薄膜由平均粒径约20nm的颗粒组成,薄膜均匀、致密,膜厚约190nm;薄膜依据衬底的晶格结构外延生长,以衬底颗粒的边界为边界形成与衬底类似的表面形貌;在衬底和沉积薄膜之间存在厚约19nm的过渡层。FTIR结果表明,生成Sb2Te3纳米薄膜的能隙宽为0.42eV,发生了明显的蓝移,这是由于沉积物的纳米晶结构的影响。论文第三部分讨论了在Au电极上ECALE法制备Sb2Te3薄膜的过程。Sb在Au电极上的电化学特性研究结果表明,在pH0.5的体系中,Sb的块体沉积过程具有很强的可逆性。当选择块体沉积峰起始电位-0.2V交替沉积Te、Sb 400个循环时, XRD测试结果表明,沉积物是Sb2Te3和块体Te的混合物,对其进行退火处理后发现其XRD特征峰明显增大,表明退火前的沉积物结晶不好。通过调节前40个循环的沉积电位获得沉积物,XRD、EDAX测试结果表明沉积物是Sb2Te3,达到了退火处理的结晶程度,化学计量比符合2:3关系;FESEM测试结果表明,沉积薄膜比较平整,但存在孔洞,沉积物由非常细小的颗粒组成,而这些颗粒在沉积物表面发生团聚,形成不均匀分布的球状团聚。
二、InGaAs/InGaAsP/InP等异质结构体材料最窄能带隙的实验确定（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、InGaAs/InGaAsP/InP等异质结构体材料最窄能带隙的实验确定（论文提纲范文）
（1）InP纳米材料的合成及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 一维半导体纳米材料概述 |
| 1.1.1 一维纳米材料 |
| 1.1.2 半导体材料 |
| 1.2 InP 纳米材料的主要合成方法 |
| 1.2.1 化学气相沉积法 |
| 1.2.2 溶剂热合成法 |
| 1.2.3 金属有机化学气相沉积法 |
| 1.2.4 分子束外延法 |
| 1.3 InP 纳米材料的研究现状和问题 |
| 1.4 选题意义及研究内容 |
| 第2章 实验方法及材料表征 |
| 2.1 实验方法 |
| 2.1.1 InP 纳米线的 CVD 合成 |
| 2.1.2 InP 纳米线的溶剂热合成 |
| 2.1.3 InP 一维纳米结构的控制合成 |
| 2.1.4 InP 纳米材料光致发光性能研究 |
| 2.1.5 InP 纳米材料光催化性能研究 |
| 2.2 材料表征 |
| 2.2.1 材料形貌、组成和结构表征 |
| 2.2.2 Raman 光谱研究 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 InP 纳米线的 CVD 合成及表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 InP 电子结构及能带结构第一性原理计算 |
| 3.2.1 InP 电子结构的计算 |
| 3.2.2 InP 能带结构的计算 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 单温区加热 CVD 法合成出 InP 纳米线的表征 |
| 3.3.2 双温区加热 CVD 法合成出 InP 纳米线的表征 |
| 3.3.3 InP 纳米线 CVD 合成机制探讨 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 InP 纳米线的溶剂热合成及表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 未使用 CTAB 时溶剂热法合成出 InP 纳米线的表征 |
| 4.2.2 使用 CTAB 时溶剂热法合成出 InP 纳米线的表征 |
| 4.2.3 InP 纳米线溶剂热合成机制探讨 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 InP 一维纳米结构的控制合成及表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验结果与讨论 |
| 5.2.1 InP 纳米针的形貌、组成和结构表征 |
| 5.2.2 InP 纳米管的形貌、组成和结构表征 |
| 5.2.3 InP 纳米梳的形貌、组成和结构表征 |
| 5.2.4 InP 纳米针、纳米管和纳米梳的合成机制探讨 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 InP 一维纳米材料光学性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验结果与讨论 |
| 6.2.1 InP 纳米线的光致发光性能研究 |
| 6.2.2 InP 纳米线的光催化性能研究 |
| 6.2.3 InP 纳米梳的光致发光性能研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）高质量荧光量子点合成及光电应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 纳米材料概念 |
| 1.2 量子点的简要概述 |
| 1.2.1 量子点光学性质 |
| 1.2.2 量子点能带工程 |
| 1.2.2.1 核壳结构量子点简介 |
| 1.2.2.2 合金结构量子点简介 |
| 1.2.2.3 掺杂结构量子点简介 |
| 1.2.3 量子点规模化制备 |
| 1.3 本论文的设计思想及主要研究工作 |
| 第二章 高质量CdTe/CdSe/ZnS核/壳/壳结构量子点合成 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 结构特征 |
| 2.3.2 光学性质 |
| 2.4 结论 |
| 第三章 高质量Zn-Cu-In-S/ZnS合金量子点的合成及应用 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 ZCIS量子点和ZCIS/ZnS核壳结构量子点光学性质 |
| 3.3.2 水溶性量子点光学性质 |
| 3.3.3 结构表征 |
| 3.3.4 光催化应用 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 Cu,Mn掺杂量子点合成及应用 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 Mn：ZnS量子点 |
| 4.2.1 实验部分 |
| 4.2.2 结果与讨论 |
| 4.3 Cu：Zn_xCd_(1-x)S量子点 |
| 4.3.1 实验部分 |
| 4.3.2 结果与讨论 |
| 4.4 Cu：Zn-In-S量子点合成及LED应用 |
| 4.4.1 实验部分 |
| 4.4.2 结果与讨论 |
| 4.5 Cu,Mn共掺杂Zn-In-S量子点 |
| 4.5.1 实验方法 |
| 4.5.2 结果与讨论 |
| 4.6 结论 |
| 第五章 高质量纳米晶单锅无注入法合成及应用 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 核壳结构量子点规模化制备 |
| 5.2.1 实验部分 |
| 5.2.2 结果与讨论 |
| 5.3 CdSe多脚棒纳米晶规模化制备 |
| 5.3.1 实验部分 |
| 5.3.2 结果与讨论 |
| 5.4 形貌可控CdS纳米晶规模化制备及催化性能 |
| 5.4.1 实验部分 |
| 5.4.2 结果与讨论 |
| 5.5 结论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.1.1 论文的主要工作 |
| 6.1.2 本文的工作评价 |
| 6.2 工作展望 |
| 附表 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间获得成果 |
（3）GaAs/AlGaAs量子阱材料微观结构与器件特性分析研究（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 红外探测器发展简介 |
| 1.1.1 红外探测器概述 |
| 1.1.2 红外探测器材料 |
| 1.2 量子阱红外探测器材料、结构及器件物理 |
| 1.2.1 量子阱红外探测器概述 |
| 1.2.2 量子阱红外探测器材料与结构 |
| 1.2.3 QWIP 器件物理的研究 |
| 1.3 量子阱红外探测器国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究的现状 |
| 1.3.2 国内研究的现状 |
| 1.4 量子阱红外探测器优点和不足 |
| 1.5 课题的背景及意义 |
| 1.5.1 课题立项依据 |
| 1.5.2 课题意义 |
| 1.6 课题主要工作 |
| 1.7 小结 |
| 第二章 GaAs/AlGaAs 量子阱红外探测器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 GaAs/AlGaAs 量子阱红外探测器工作原理 |
| 2.2.1 第一个 QWIP |
| 2.2.2 GaAs/AlGaAs QWIP 工作原理 |
| 2.2.3 GaAs/AlGaAs QWIP 跃迁模式 |
| 2.3 GaAs/AlGaAs QWIP 光耦合方式 |
| 2.4 GaAs/AlGaAs QWIP 主要性能参数 |
| 2.4.1 暗电流 |
| 2.4.2 伏安特性 |
| 2.4.3 响应特性 |
| 2.4.4 光谱响应特性 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 量子阱材料制备与测试平台及方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 金属有机物化学气相沉积法（MOCVD） |
| 3.2.1 MOCVD 技术特点 |
| 3.2.2 MOCVD 设备 |
| 3.2.3 GaAs MOCVD 的生长 |
| 3.2.4 MOCVD 的技术关键 |
| 3.3 QWIP 测试系统设计 |
| 3.3.1 系统硬件设计 |
| 3.3.2 系统测试平台与仪器设备 |
| 3.3.3 系统软件设计 |
| 3.4 测试方法 |
| 3.4.1 光致发光光谱分析 |
| 3.4.2 高分辨透射电子显微技术 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 GaAs/Al0.3Ga0.7As QWIP 光电特性及 HRTEM 研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备 |
| 4.3 样品测试 |
| 4.3.1 量子阱失效测试与分析 |
| 4.3.2 暗电流测试与分析 |
| 4.3.3 伏安特性测试与分析 |
| 4.3.4 积分响应测试与分析 |
| 4.3.5 光谱响应测试与分析 |
| 4.4 实验结果 HRTEM 研究 |
| 4.4.1 样品制样 |
| 4.4.2 实验结果分析与探讨 |
| 4.5 样品 PL 谱研究 |
| 4.5.1 样品 PL 谱实验 |
| 4.5.2 实验结果分析与探讨 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 势垒高度对 GaAs/AlxGa1-xAs QWIP 光电特性的修饰 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 量子阱结构参数设计与制备 |
| 5.2.1 量子阱结构参数设计 |
| 5.2.3 样品制备 |
| 5.3 样品测试与分析 |
| 5.3.1 响应特性测试与分析 |
| 5.3.2 暗电流测试与分析 |
| 5.3.3 伏安特性测试与分析 |
| 5.3.4 峰值探测率 |
| 5.3.5 光谱响应测试与分析 |
| 5.3.6 数据分析与处理 |
| 5.4 实验结果分析与探讨 |
| 5.4.1 样品界面形貌 HRTEM 分析 |
| 5.4.2 实验结果探讨 |
| 5.4.3 样品 PL 分析 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 势阱宽度对 GaAs/Al0.3Ga0.7As QWIP 光电特性的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 量子阱能级设计 |
| 6.3 样品制备 |
| 6.4 样品测试与分析 |
| 6.4.1 暗电流测试与分析 |
| 6.4.2 响应特性测试与分析 |
| 6.4.3 伏安特性测试与分析 |
| 6.4.4 峰值探测率 |
| 6.4.5 光谱响应测试与分析 |
| 6.4.6 光致荧光光谱测试与分析 |
| 6.5 样品 HRTEM 研究 |
| 6.5.1 二维量子阱中的电子态 |
| 6.5.2 样品 HRTEM 形貌 |
| 6.5.3 光谱响应结果 HRTEM 分析 |
| 6.5.4 光致荧光谱测试结果 HRTEM 分析 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 结束语 |
| 7.1 本文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 学术论文 |
| 参加研究的科研项目 |
（4）气体传感用长波长大应变量子阱分布反馈激光器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 TDLAS技术发展简介 |
| 1.2.1 TDLAS技术 |
| 1.2.2 TDLAS技术的原理 |
| 1.3 基于TDLAS技术的气体传感用DFB激光器概述 |
| 1.3.1 TDLAS光源的选择 |
| 1.3.2 DFB激光器在气体检测中的应用 |
| 1.3.3 几种气体的吸收谱 |
| 1.4 长波长激光器的研究进展 |
| 1.5 本论文的主要工作和创新点 |
| 1.5.1 本论文的目的和意义 |
| 1.5.2 本论文的主要工作和创新点 |
| 第二章 实验设备及主要测试方法 |
| 2.1 MOCVD设备及原理 |
| 2.1.1 MOCVD技术简介 |
| 2.1.2 AIX200型设备介绍 |
| 2.1.3 源材料及组分控制原理 |
| 2.1.4 外延生长的限制机制 |
| 2.2 材料性能测试技术和方法 |
| 2.3 激光器性能参数测试技术和方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 大应变量子阱半导体激光器相关理论 |
| 3.1 半导体激光器的基础理论 |
| 3.1.1 粒子数反转和阈值增益 |
| 3.1.2 半导体激光器的等效电路 |
| 3.2 应变量子阱理论及其增益谱计算 |
| 3.2.1 应变多量子阱相关理论 |
| 3.2.2 量子阱增益谱的计算 |
| 3.3 DFB激光器工作原理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 材料生长和器件制作流程 |
| 4.1 材料生长 |
| 4.2 器件的具体制作流程 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 气体传感用长波长大应变量子阱分布反馈激光器的研制 |
| 5.1 1.65微米甲烷探测用DFB激光器的制备 |
| 5.2 1.79微米一氧化氮探测用DFB激光器的制备 |
| 5.3 1.8微米水汽探测用DFB激光器的制备 |
| 5.3.1 650℃材料生长 |
| 5.3.2 600℃材料生长 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）GaN基IMPATT二极管太赫兹研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 GaN 材料概述 |
| 1.1.1 GaN 材料的介绍 |
| 1.1.2 GaN 材料微波功率的优势 |
| 1.2 太赫兹波定义和特点 |
| 1.3 太赫兹波的应用前景 |
| 1.4 本文的结构和主要研究内容 |
| 第二章 IMPATT 二极管器件机理及仿真方法 |
| 2.1 IMPATT 二极管基本工作原理 |
| 2.1.1 静态特性 |
| 2.1.2 动态特性 |
| 2.1.3 功率和频率 |
| 2.2 器件仿真平台ATLAS 介绍 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 GaN 基IMPATT 二极管仿真分析 |
| 3.1 IMPATT 二极管计算仿真模型 |
| 3.1.1 漂移-扩散模型 |
| 3.1.2 直流特性分析 |
| 3.1.3 小信号分析 |
| 3.2 低-高-低型单漂移区IMPATT 二极管设计仿真 |
| 3.2.1 直流特性仿真 |
| 3.2.2 高频和功率特性 |
| 3.3 普通单漂移区IMPATT 二极管设计仿真 |
| 3.3.1 直流特性仿真 |
| 3.3.2 高频和功率特性 |
| 3.4 双漂移区IMPATT 二极管设计仿真 |
| 3.4.1 直流特性仿真 |
| 3.4.2 高频和功率特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 GaN 基IMPATT 器件结构和效应的研究 |
| 4.1 自建迁移率模型对IMPATT 二极管温度特性的分析 |
| 4.1.1 GaN 的迁移率模型 |
| 4.1.2 AlGaN 的迁移率模型 |
| 4.1.3 GaN 基IMPATT 器件温度特性仿真 |
| 4.2 异质结型IMPATT 二极管仿真分析 |
| 4.2.1 异质结及2DEG 的基本理论 |
| 4.2.2 GaN 基异质结IMPATT 二极管性能分析 |
| 4.3 IMPATT 二极管中的一些效应考虑 |
| 4.3.1 IMPATT 二极管的功率-频率限制 |
| 4.3.2 IMPATT 二极管的热学限制 |
| 4.3.3 GaN 基IMPATT 二极管P 型掺杂的问题 |
| 4.3.4 GaN 基IMPATT 二极管中串联电阻的问题 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者攻读硕士期间的研究成果和参加的科研项目 |
（6）InAsSb红外光电薄膜制备和表征与单元器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 红外探测器的应用背景 |
| 1.2 光电红外探测器的发展历史 |
| 1.3 长波长光电子红外探测器的发展现状 |
| 1.4 InAsSb长波长红外探测器 |
| 1.4.1 InAsSb材料的性质 |
| 1.4.2 InAsSb量子阱 |
| 1.4.3 InAsSb长波长红外探测器发展现状介绍 |
| 1.5 课题的研究思路与主要研究内容 |
| 第2章 试验方法及测试设备 |
| 2.1 分子束外延（MBE）生长技术 |
| 2.1.1 分子束外延生长原理 |
| 2.1.2 分子束外延生长系统 |
| 2.1.3 反射式高能电子衍射仪（RHEED） |
| 2.1.4 分子束外延技术的工艺过程 |
| 2.2 样品的分析和表征技术 |
| 2.2.1 结构表征 |
| 2.2.2 性能表征 |
| 第3章 InSb缓冲层结构与性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 InSb同质外延生长的模拟 |
| 3.2.1 模拟InSb同质外延生长的模型 |
| 3.2.2 不同沉积速率的薄膜生长模拟 |
| 3.2.3 不同生长温度的薄膜生长模拟 |
| 3.3 InSb薄膜的分子束外延生长 |
| 3.3.1 InSb薄膜的分子束外延生长过程 |
| 3.3.2 InSb薄膜生长的RHEED观察 |
| 3.3.3 InSb/GaAs薄膜的外延生长模式 |
| 3.4 工艺参数对InSb质量的影响 |
| 3.5 低温缓冲层对InSb 质量的影响 |
| 3.6 薄膜厚度对InSb薄膜质量的影响 |
| 3.7 工艺和结构参数对InSb薄膜光学性能的影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 InAsSb薄膜的生长和表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 工艺对InAsSb薄膜的影响 |
| 4.2.1 InAsSb薄膜的生长过程 |
| 4.2.2 生长温度对InAsSb薄膜质量和Sb含量的影响 |
| 4.2.3 V/III束流比对InAsSb薄膜的影响 |
| 4.2.4 缓冲层对InAsSb薄膜的影响 |
| 4.3 InAsSb薄膜的电学性能 |
| 4.3.1 磁场对InAsSb薄膜电学性能的影响 |
| 4.3.2 温度对InAsSb薄膜电学性能的影响 |
| 4.4 InAsSb薄膜的光学性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 InAsSb/InSb超晶格光伏器件的制备及其性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 InAsSb/InSb 应变超晶格的结构及性能 |
| 5.2.1 InAsSb/InSb应变超晶格的设计 |
| 5.2.2 InAsSb/InSb应变超晶格的生长及表征 |
| 5.3 器件的制备 |
| 5.3.1 样品的准备 |
| 5.3.2 正光刻掩膜图案 |
| 5.3.3 台阶的设定 |
| 5.3.4 负光刻掩膜图案 |
| 5.3.5 金属化 |
| 5.3.6 光电二极管的单元器件结构 |
| 5.4 器件性能 |
| 5.4.1 器件的I-V特性 |
| 5.4.2 器件的光电特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）四元混晶In1-xGaxAsyP1-y/InGaAsP量子阱在组分和压力调制下的能带转型（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引论 |
| 1.1 四元混晶的特点 |
| 1.2 本领域研究发展近况 |
| 1.3 本论文的研究内容 |
| 第二章 模型和公式 |
| 2.1 模型 |
| 2.2 公式 |
| 第三章 四元混晶InGaAsP 应变量子阱能带的组分调制 |
| 3.1 结果与讨论 |
| 3.2 本章结论 |
| 第四章 四元混晶InGaAsP 应变量子阱能带的压力调制 |
| 4.1 压力对物理参数的影响及应变效应 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.3 本章结论 |
| 第五章 小结 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表和完成的学术论文 |
| 致谢 |
（8）InAsSb/InAlSb异质结红外光敏薄膜结构与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 红外探测器的种类 |
| 1.3 光子红外探测器常用材料结构和性质 |
| 1.3.1 HgCdTe |
| 1.3.2 In(As)Sb |
| 1.3.3 GaAs 基材料 |
| 1.4 外延薄膜的制备 |
| 1.4.1 异质外延薄膜的生长 |
| 1.4.2 InAsSb 外延层生长技术 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 材料与实验方法 |
| 2.1 材料的选择 |
| 2.1.1 衬底材料GaAs |
| 2.1.2 功能层材料InAsSb |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 MBE－InAsSb 薄膜的制备方法 |
| 2.2.2 分析测试方法 |
| 第3章 NBN 异质结结构的设计与制备 |
| 3.1 InAsSb/InAlSb 异质结结构设计 |
| 3.1.1 引言 |
| 3.1.2 NBN 结构的设计 |
| 3.2 InAsSb/InAlSb 薄膜的制备 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 InAsSb/InAlSb 异质外延薄膜的微观组织结构研究 |
| 4.1 InAsSb 薄膜表面形貌观察 |
| 4.2 InAsSb 薄膜结构分析 |
| 4.2.1 InAsSb 薄膜晶体质量分析 |
| 4.2.2 InAsSb 薄膜的微观结构研究 |
| 4.2.3 InAsSb/InAlSb 薄膜的断面分析 |
| 4.3 InAsSb/InAlSb 薄膜成份分布分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 InAsSb/InAlSb 异质结薄膜的光学与电学性能研究 |
| 5.1 InAsSb/InAlSb 异质结薄膜光学性能 |
| 5.1.1 引言 |
| 5.1.2 InAsSb/InAlSb 异质结的红外光谱分析 |
| 5.2 InAsSb/InAlSb 异质薄膜电学性能研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）Si基应变三维CMOS关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 Si基应变三维CMOS集成电路的意义 |
| 1.2 国内外发展状况 |
| 1.3 本论文的研究内容与安排 |
| 第二章 应变Si与应变SiGe材料的基本物理特性 |
| 2.1 Si/SiGe材料的应变 |
| 2.2 应变Si基本物理参数 |
| 2.2.1 应变Si能带结构 |
| 2.2.2 应变Si载流子有效质量 |
| 2.2.3 应变Si有效状态密度和本征载流子浓度 |
| 2.2.4 应变Si迁移率模型 |
| 2.3 应变SiGe基本物理参数 |
| 2.3.1 应变SiGe能带结构 |
| 2.3.2 应变SiGe载流子有效质量 |
| 2.3.3 应变SiGe有效状态密度和本征载流子浓度 |
| 2.3.4 应变SiGe载流子迁移率 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 低温/高真空SOI结构研制及Si基应变三维CMOS研究 |
| 3.1 SOI结构技术 |
| 3.2 低温/高真空硅片直接键合与智能剥离技术研究 |
| 3.2.1 键合性能表征与影响键合质量的因素 |
| 3.2.2 低温硅片直接键合 |
| 3.2.3 低温/高真空硅片直接键合技术 |
| 3.3 实验过程与结果分析 |
| 3.3.1 实验过程 |
| 3.3.2 实验结果分析 |
| 3.4 应变Si/应变SiGe SOI三维CMOS器件 |
| 3.4.1 Si基应变SOI CMOS器件的基本结构 |
| 3.4.2 Si基应变SOI CMOS器件的电学特性分析 |
| 3.4.3 Si基应变SOI CMOS器件的电学特性仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 垂直层叠共栅应变Si/应变SiGe量子阱CMOS研究 |
| 4.1 弛豫SiGe缓冲层技术 |
| 4.2 多晶SiGe栅技术研究 |
| 4.2.1 多晶SiGe功函数与Ge组分的关系 |
| 4.2.2 p~+多晶SiGe栅MOS结构阈值电压仿真分析 |
| 4.2.3 p~+多晶SiGe栅MOSFET仿真分析 |
| 4.3 垂直层叠共栅应变Si/应变SiGe量子阱CMOS结构与原理 |
| 4.4 垂直层叠共栅应变Si/应变SiGe量子阱CMOS仿真及优化 |
| 4.4.1 Medici模型修正 |
| 4.4.2 垂直层叠共栅应变Si/应变SiGe量子阱CMOS仿真分析 |
| 4.4.3 垂直层叠共栅应变Si/应变SiGe量子阱CMOS结构参数分析 |
| 4.4.4 垂直层叠共栅应变Si/应变SiGe量子阱CMOS结构优化设计 |
| 4.4.5 垂直层叠共栅应变Si/应变SiGe量子阱CMOS反相器 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在读期间研究成果 |
（10）电化学原子层外延制备纳米薄膜热电材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 热电材料研究现状及分析 |
| 1.2 电化学原子层外延 |
| 1.3 ECALE 自动沉积系统 |
| 1.4 课题来源、研究意义、技术路线 |
| 2 碲化锑薄膜在PT 衬底上的ECALE 沉积 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.3 TE 的电化学特性 |
| 2.4 SB 在PT 电极表面的电化学伏安特性 |
| 2.5 SB_2TE_3 薄膜的ECALE 沉积 |
| 2.6 SB_2TE_3 薄膜结构与形貌分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 碲化锑薄膜在多晶金衬底上的ECALE 沉积 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 TE 在多晶AU 衬底上的电化学特性研究 |
| 3.4 SB 在多晶AU 衬底上的电化学特性研究 |
| 3.5 SB_2TE_3 薄膜的ECALE 沉积 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 结论 |
| 4.1 全文结论 |
| 4.2 展望与建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录：攻读硕士学位期间发表和待发表论文 |
四、InGaAs/InGaAsP/InP等异质结构体材料最窄能带隙的实验确定（论文参考文献）
- [1]InP纳米材料的合成及性能研究[D]. 于彦龙. 燕山大学, 2014(05)
- [2]高质量荧光量子点合成及光电应用[D]. 张文进. 华东理工大学, 2014(08)
- [3]GaAs/AlGaAs量子阱材料微观结构与器件特性分析研究[D]. 胡小英. 西安电子科技大学, 2013(10)
- [4]气体传感用长波长大应变量子阱分布反馈激光器的研究[D]. 于红艳. 山东大学, 2011(04)
- [5]GaN基IMPATT二极管太赫兹研究[D]. 刘奇. 西安电子科技大学, 2011(08)
- [6]InAsSb红外光电薄膜制备和表征与单元器件研究[D]. 刘晓明. 哈尔滨工业大学, 2010(04)
- [7]四元混晶In1-xGaxAsyP1-y/InGaAsP量子阱在组分和压力调制下的能带转型[D]. 张院生. 内蒙古师范大学, 2009(06)
- [8]InAsSb/InAlSb异质结红外光敏薄膜结构与性能研究[D]. 张舒惠. 哈尔滨工业大学, 2008(S2)
- [9]Si基应变三维CMOS关键技术研究[D]. 舒斌. 西安电子科技大学, 2007(03)
- [10]电化学原子层外延制备纳米薄膜热电材料的研究[D]. 郜鲜辉. 华中科技大学, 2006(03)