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衬底及衬底温度对射频磁控溅射法制备的InGaN薄膜结构、光学及表面特性的影响
摘要： 本工作采用溅射法，分别以n型和p型硅为衬底，在不同衬底温度下生长纯InGaN薄膜。研究了衬底类型及衬底温度对所生长薄膜结构、形貌和光学性能的影响。通过X射线衍射(XRD)分析显示，在C衬底温度下获得的薄膜呈六方晶系结构。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了薄膜表面颗粒的形貌、尺寸及分布情况。采用紫外-可见分光光度计进行光学测试，分析了薄膜的反射率和光学带隙(Eg)。研究结果表明，衬底类型及衬底温度对薄膜的结构、形貌和光学性能具有显著影响。将实验所得结果与文献报道进行对比，讨论了其中的异同点。
关键词： 氮化镓生长、硅衬底、薄膜、溅射技术、衬底温度
更新于2025-09-23 15:23:52
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硅基超薄势垒AlGaN/GaN异质结构上E/D模式GaN MIS-HEMTs的单片集成
摘要： 在硅衬底上生长的超薄势垒（UTB）AlGaN/GaN异质结构上，制备了单片集成的增强/耗尽模式（E/D模式）氮化镓基金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管（MIS-HEMTs）及其反相器。通过在UTB-AlGaN/GaN异质结构中采用渐变AlGaN背势垒，实现了E模式MIS-HEMTs高达+3.3 V的阈值电压（VTH）。所制备的MIS-HEMT反相器在8 V供电电压下具有7.76 V的高逻辑摆幅电压，且阈值电压迟滞及偏差小于0.2 V。UTB AlGaN/GaN-on-Si技术为基于MIS栅极的驱动器和功率晶体管的集成提供了良好平台。
关键词： 单片集成、超薄势垒、氮化镓、增强/耗尽模式、金属-绝缘体-半导体高电子迁移率晶体管、反相器、氮化铝镓/氮化镓异质结构、硅衬底
更新于2025-09-23 15:22:29
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在Si(111)衬底上生长的水平GaN纳米线：催化剂迁移与融合的影响
摘要： 我们通过表面导向的气-液-固（SVLS）生长法，在硅(111)衬底上实现了水平生长的氮化镓纳米线（NWs）。系统研究了金/镍催化剂迁移与团聚对纳米线生长的影响。通过催化剂迁移自发形成了二维根状分支纳米线结构。此外，还观测到催化剂颗粒嵌入水平纳米线的新型现象，并将其归因于催化剂团聚导致的生长稳态破坏。透射电子显微镜（TEM）、光致发光（PL）和阴极荧光（CL）测试表明，这些水平纳米线具有单晶结构及优良的光学特性。本研究为水平纳米线生长机制提供了新见解，将有助于推动高集成度硅基III-V族纳米器件的发展。
关键词： 氮化镓纳米线、硅衬底、合并、催化剂迁移、自催化气-液-固生长法
更新于2025-09-23 15:21:21
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通过优化制备层的生长条件提高绿黄色LED的效率
摘要： 研究了在不同条件下制备的插入n-GaN层与多量子阱（MQWs）之间的InGaN/GaN超晶格（SLs）结构对黄绿光LED性能的影响。本文重点关注了InGaN/GaN多量子阱的质量及LED的光电特性。实验结果表明：当SLs中GaN势垒的生长温度升高时，InGaN层与GaN层之间的界面变得更加陡峭，量子阱中的铟分布更加均匀。这使得正向电压降低，外量子效率（EQE）提高。通过降低高温势垒的生长速率，铟均匀性进一步改善，正向电压再次降低且EQE获得更显著提升。
关键词： 制备层、硅衬底、局域位点、晶体质量、绿黄色发光二极管
更新于2025-09-23 15:21:01
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在200毫米CMOS试验线上批量制造量子级联激光器
摘要： 量子级联激光器的制造成本仍是该技术在化学传感领域应用的主要瓶颈。基于CMOS技术在硅衬底上集成中红外光源，为大规模低成本生产铺平了道路。此外，采用硅基制造平台可实现量子级联激光器中红外光源与锗硅基波导的协同集成，从而打造完全集成于平面衬底的光学传感器。本文报道了我们在200毫米CMOS试验线上采用顶部金属光栅方案制备的7.4微米分布式反馈量子级联激光器（DFB-QCL）及其特性表征。这些激光器具有2.5千安/平方厘米的阈值电流密度和0.16厘米?1的线宽，且制造良品率较高。该方法为硅芯片级中红外光谱仪的实现奠定了基础。
关键词： 中红外光源、分布反馈量子级联激光器（DFB-QCL）光源、硅衬底、互补金属氧化物半导体（CMOS）技术、量子级联激光器
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过固体源物理气相沉积在硅衬底上制备拉伸应变锗薄膜
摘要： 开发与硅兼容的有源光子器件是计算机和现代电子工业的重点优先事项。锗与硅兼容，是一种极具前景的发光材料。迄今为止报道的几乎所有硅上锗材料都是使用有毒前驱体气体生长的。在此，我们展示了通过无毒固体锗源的物理气相沉积在硅衬底上制备锗薄膜。结构表征表明，在沉积过程中锗薄膜中引入了高拉伸应变。我们将这种拉伸应变的存在归因于硅和锗之间热膨胀系数的差异。这些材料的发光光谱中存在一个以约2100纳米为中心的锗峰，这可能仅由直接带隙发光引起，也可能是直接带隙和间接带隙发光的叠加。因此，这些硅上锗材料在发光应用方面具有良好前景。
关键词： 拉伸应变，硅衬底，物理气相沉积，锗薄膜，光致发光
更新于2025-09-23 15:21:01
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具有低效率衰减的钙钛矿发光二极管在硅基显示器中实现显著散热
摘要： 溶液法制备的钙钛矿发光二极管（LED）具有优异的光电特性，有望应用于固态显示领域。然而器件稳定性差导致效率骤降，部分原因是在高电流密度下工作时产生的焦耳热效应。本研究采用单晶硅（c-Si）作为衬底和电荷注入层来缓解钙钛矿LED（PeLED）的热影响。通过引入二氧化硅（SiOx）和聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-交替-(4,4'-(N-(4-丁基苯基))（TFB）层来调节基于c-Si器件的电荷注入平衡，使PeLED实现了2.12%的外量子效率和6.06 cd A-1的电流效率。得益于c-Si优异的散热性能，该PeLED展现出更低的效率衰减和更长的工作寿命。此外，基于c-Si的PeLED成功实现了电致发光（EL）动态信息显示和静态图案显示。这些结果表明，基于c-Si的PeLED在降低效率衰减方面具有实际应用可行性，适用于EL显示领域。
关键词： 效率下降，硅衬底，钙钛矿发光二极管，显示应用，散热
更新于2025-09-23 15:19:57
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硅衬底上生长的InGaN绿色LED中主导非辐射复合机制的分析
摘要： 研究了硅衬底上生长的InGaN绿光LED的外量子效率(EQE)曲线与主导非辐射复合机制之间的关系。通过分析ABC+模型发现，低电流水平下EQE的显著下降源于缺陷相关的肖克利-里德-霍尔(SRH)复合效应增强。在极低电流密度下，缺陷陷阱甚至可能通过隧穿过程成为漏电流的主导通道，从而降低载流子注入有源区的效率。这些观察结果进一步得到了载流子寿命测量的支持。然而该机制无法解释高电流密度下的EQE效率下降（特别是当SRH复合已趋于饱和时）。研究表明，在俄歇复合影响较小时，高电流密度下载流子泄漏成为主导因素。减少载流子泄漏可提高载流子注入效率，进而缓解EQE效率下降现象。
关键词： 硅衬底、InGaN、非辐射复合、绿色发光二极管、外量子效率、载流子泄漏
更新于2025-09-19 17:13:59
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硅衬底上生长的InAs量子点位错处的非辐射复合
摘要： 我们研究了失配位错对生长在硅衬底上的InAs量子点（QDs）发光的影响。通过结合电子沟道对比成像与阴极荧光映射技术，定位失配位错并利用近红外光发射谱表征由此产生的载流子非辐射复合效应。采用5千伏电子束探针时发现：浅层量子点有源层中典型失配位错导致的暗线缺陷宽度约为1微米，在室温下会引起40%-50%的峰值发射强度损失。值得注意的是，在低温条件下，这些位错对量子点基态和第一激发态发射的影响显著小于第二激发态发射。同时，暗线缺陷宽度（该参数部分关联系统内的载流子扩散过程）在10K-300K温度范围内保持相对恒定。研究结果表明：量子点润湿层中的载流子动力学过程控制着位错处的发光强度损失，且这些缺陷仅在载流子从量子点热化进入润湿层的概率显著的温度区间才会降低发光效率。我们探讨了这些发现对在硅基上生长耐位错、可靠量子点激光器的启示意义。
关键词： 硅衬底、非辐射复合、量子点激光器、砷化铟量子点、阴极发光、失配位错
更新于2025-09-16 10:30:52
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硅衬底上CdTe/ZnTe双量子点中ZnTe隔离层厚度对光学性质的影响
摘要： 我们研究了Si衬底上CdTe/ZnTe双量子点（DQDs）中ZnTe隔离层厚度对光致发光（PL）动力学的影响。结果表明，该DQD结构有效提升了载流子收集极限及对应单层量子点的热稳定性。通过载流子态热再分布的单一模型解释了异常的温度依赖性PL现象，该模型指出高温下的主要非辐射过程源于与纵向光学声子（能量约19-21.3 meV）发生多声子散射。限制诱导混合效应与电子-载流子耦合效应导致蓝移并增强PL强度。我们认为隔离层通过调控混合层中的热逃逸过程和电子-空穴对来控制光电器件中的载流子动力学。
关键词： 量子点，硅衬底，碲化镉，热逃逸，载流子限制
更新于2025-09-16 10:30:52