研究目的
研究体缺陷和表面缺陷态对阶梯梯度外延GaAs1-ySby材料振动与光学性质的影响，对比有无(NH4)2S化学表面处理的情况。
研究成果
研究表明，硫钝化能有效减少GaAs1-ySby材料中的表面缺陷态，从而提升其光学性能。阶梯梯度缓冲结构可显著抑制体缺陷，使GaAs1-ySby材料适用于光电器件。GaAs1-ySby/Al2O3异质界面未出现原子互扩散或本征氧化层现象，进一步证实了这些材料在器件应用中的可行性。
研究不足
该研究受限于分子束外延生长和表面处理工艺的特定条件，可能不具备普适性。此外，硫钝化的长期稳定性及其在不同器件结构中的有效性尚未得到充分探究。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用固态源分子束外延（MBE）技术在GaAs和Si衬底上生长GaAs1-ySby外延层，利用拉曼光谱和光致发光（PL）光谱分析其振动与光学特性。
2：样本选择与数据来源：
在半绝缘(100)/2° GaAs衬底及带GaAs缓冲层的(100)/6°偏切Si衬底上，生长了锑组分可调的GaAs1-ySby外延层。
3：实验设备与材料清单：
包括用于X射线分析的帕纳科X’Pert Pro系统、用于显微拉曼光谱的HORIBA Jobin Yvon LabRam HR800系统、用于透射电镜分析的JEOL 2100显微镜，以及用于PL测量的钛宝石激光器。
4：实验流程与操作步骤：
生长过程中调节Sb/Ga束流比和生长温度等关键参数，生长后采用(NH4)2S对样品进行表面钝化处理。
5：数据分析方法：
通过拉曼与PL数据分析表面处理对材料性能的影响，并进一步解析PL数据以探究复合机制。
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Panalytical X’pert Pro system
X’pert Pro
Panalytical
Used for x-ray analysis to characterize the Sb alloy composition and strain relaxation properties of GaAs1-ySby layers.
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JY Horiba LabRam HR800 system
LabRam HR800
JY Horiba
Used for micro-Raman spectroscopy to determine the vibrational properties of GaAs1-ySby materials.
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JEOL 2100 microscope
2100
JEOL
Used for high-resolution transmission electron microscopy (TEM) analysis to examine the interface quality and defect properties.
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Ti:Sapphire laser
Used for photoluminescence experiments to analyze the optical properties of GaAs1-ySby epitaxial layers.
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