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盐酸清洗对InSb-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> MOS电容器的影响
摘要： 本工作研究了HCl处理对InSb表面及InSb-Al2O3介质界面的影响。X射线光电子能谱(XPS)测试表明：采用异丙醇(IPA)稀释并冲洗的HCl溶液会在表面形成InCl3层，而类似的水基HCl工艺不会产生该层。该InCl3层在200°C至250°C温度区间从表面脱附。通过原子层沉积(ALD)在200°C和250°C制备Al2O3的金属-氧化物-半导体电容器(MOSCAPs)显示，InCl3的存在会导致平带电压正向偏移+0.79V。当温度升至250°C时InCl3层的脱附使该偏移逆转，但升高的工艺温度同时导致界面态电荷密度(Dit)和迟滞电压(VH)增加。这种不影响其他性能参数的平带电压偏移，为调控MOS晶体管阈值电压提供了可行途径，可实现增强型与耗尽型器件的并行制备。
关键词： 表面清洁，III-V族半导体，原子层沉积，氧化铝，锑化铟，介电界面，MOS电容器，氯化氢
更新于2025-11-14 17:28:48
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非热激光诱导熔化过程中热平衡动力学对原子运动的作用
摘要： 本研究表明，热力学给出的初始原子速度在相变动力学中起着重要作用。我们追踪了不同初始温度下非热激光诱导InSb熔化过程中的原子运动。键断裂后超快的原子运动通常受两种机制支配：键断裂时每个原子的随机速度（惯性模型），以及键断裂后作用于原子的力。研究发现，在较宽的温度范围内，熔化动力学遵循惯性模型。
关键词： 原子运动、非热激光诱导熔化、惯性模型、锑化铟、热平衡动力学
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于InSb微圆柱阵列的温度可调窄带太赫兹超表面吸收器及其增强传感应用
摘要： 基于InSb微柱阵列的窄带超表面吸收器（MSA）已被提出并进行数值研究，该器件可同时适用于太赫兹（THz）波段下的温度与折射率（RI）传感。与以往设计不同，本窄带MSA仅由基于InSb材料的亚波长周期性微柱阵列（其相对介电常数具有极强的热敏特性且随外部环境温度变化）和沉积在玻璃基底上的金背地平面构成。数值模拟结果表明：在室温（300K）下，该MSA在1.8985 THz处可实现99.9%的吸收率，对应品质因数约120.9。分析推断该窄带完美吸收源于表面等离激元极化子（SPP）共振模式的激发。此外，该MSA的吸收特性对周围介质折射率变化及外部环境温度波动均表现出高度敏感性。因此，该MSA不仅可作为灵敏度达2.13 GHz/K的温度传感器，还能作为灵敏度为960 GHz/RIU（折射率单位）的折射率传感器。凭借其优异的传感性能，该窄带MSA在化学、生物及其他光电子相关领域具有重要应用潜力。
关键词： 太赫兹区域、超表面吸收器、传感、锑化铟、窄带
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于全介质锑化铟谐振器结构的热可调太赫兹超表面吸收器
摘要： 本文提出了一种基于全介质锑化铟（InSb）谐振器结构的太赫兹（THz）波段温度可调超表面吸收器（MSA）新设计。该InSb介质的介电常数随温度变化而改变。当温度为285K时，基于与自由空间完美阻抗匹配（Re(Z)≈1），所设计的MSA在1.43THz处吸收率高达99.9%，品质因数约为26.9。其完美吸收主要源于基模偶极模式的激发。此外，该MSA对横电波（TE）和横磁波（TM）均具有偏振不敏感特性。通过改变单元结构几何参数和温度可调控其吸收特性。该设计为太赫兹吸收控制提供了新途径，在成像、能量收集、传感及探测等领域具有潜在应用价值。
关键词： 太赫兹、可调谐、超表面吸收器、锑化铟（InSb）
更新于2025-09-23 15:19:57
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InSb球形量子点中的声子和极化子特性
摘要： 研究了InSb球形量子点中与尺寸相关的能隙、电子和重空穴有效质量、声子频率以及极化子相关参数。计算采用赝势方法进行。我们的结果与体相InSb的文献数据吻合良好。从体材料到纳米尺度，所有研究性质均发生显著变化，这归因于量子限制效应。
关键词： 极化子、声子、量子点、锑化铟、量子限制
更新于2025-09-19 17:13:59
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具有石墨烯透明电极的宽带InSb/Si异质结光电探测器
摘要： 基于硅的肖特基异质结光电探测器因其与半导体工艺的兼容性而备受关注。然而，由于电极材料在红外波段吸收较弱，这类器件通常仅适用于波长小于1.1微米的应用场景。本报告制备了采用石墨烯透明电极的硅基化合物半导体异质结光电探测器。得益于锑化铟在红外波段的高吸收特性，以及石墨烯优异的透明性和导电性，所制备的光电探测器展现出高性能宽带光电响应——其比探测率达1.9×1012 cm·Hz1/2/W，响应度为132 mA/W，开关比达1×10?，上升时间为2微秒，3dB截止频率为172 kHz，响应波长覆盖635纳米、1.55微米和2.7微米。本研究表明，采用石墨烯作为透明电极能显著提升硅基化合物半导体异质结光电探测器的性能。
关键词： 石墨烯、透明电极、异质结、光电探测器、锑化铟
更新于2025-09-19 17:13:59
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用于近场热光伏的锑化铟光伏电池
摘要： 锑化铟光伏电池是专门为近场热光伏器件演示装置设计与制造的。研究采用固态源分子束外延技术生长电池p-n结叠层的最佳条件，随后阐述了包括侧壁钝化在内的圆形微米级台面结构制备工艺。为获得最佳性能，这些光伏电池需冷却至约77K，在[600-1000]℃温度范围热源的远场照射下呈现优异的暗态与光照特性。实验数据显示：在最高光照强度下，最大台面直径的电池实现了超过10μA的短路电流、近85mV的开路电压、0.64的填充因子以及最大功率点处超过0.5μW的电功率输出。这些结果证明该光伏电池适用于测量近场条件下产生的电功率增强效应。
关键词： 分子束外延、钝化、热光伏、锑化铟
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用连续波（CW）1070纳米光纤激光器（毫秒级脉宽）在单晶硅、磷化铟和锑化铟中钻制微孔
摘要： 研究人员采用IPG激光公司YLR-2000型连续波2千瓦镱光纤激光器（波长1070nm）和JK400型400瓦光纤激光器（波长1070nm），以毫秒级脉冲时长研究了Si、InP和InSb半导体晶圆上"通孔"（又称过孔）的激光微钻孔工艺。针对室温带隙Eg较窄（InSb Eg 0.17 eV）和较宽（InP Eg 1.35 eV）的半导体基底（相对于1.1 eV光子能量），验证了该激光波长及简易脉冲方案的适用性。通过光学显微镜和截面分析量化了所有晶圆的孔径尺寸与重铸材料分布，并针对硅晶圆(100)和(111)单晶表面取向检测了微裂纹情况。研究发现热扩散率不足以预测所研究Si、InP和InSb单晶半导体的相对孔径大小。对硅的详细观测表明：在表面熔化阈值能量与从前表面钻透至后表面的辐照度之间，存在一个会导致孔周产生微裂纹的辐照度范围。针对(100)和(111)取向研究了这些微裂纹的方向性与长度，并探讨了可能的形成机制（包括适用于金属焊接的格里菲斯微裂纹准则和疲劳失效机制）。当辐照度超过通孔形成阈值后，硅中几乎未观察到裂纹。后续工作将对比其他窄/宽带隙半导体晶圆基底的类似观测结果。本研究展示了该激光微钻孔工艺的一项应用实例：利用半导体光刻技术图案化后，在硅基原子芯片中心精确定位制备通孔，其终端应用是为便携式量子传感提供铷(87Rb)磁光俘获冷原子源。
关键词： 微裂纹，磷化铟，硅，格里菲斯准则，脉冲，原子芯片，镱光纤激光器，半导体材料，光纤激光器，半导体晶圆，激光钻孔，硅，磁光阱，MOT，通孔，激光微钻孔，冷原子，锑化铟，穿通孔
更新于2025-09-12 10:27:22
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超短激光产生的Cu Kα X射线探测InSb中光致热应变的时序演化
摘要： 本文介绍了一种基于线靶的kHz重复频率Cu Kα X射线源的研制与特性表征，该光源采用Ti:蓝宝石激光系统，并应用于InSb(111)样品的时间分辨X射线衍射(TXRD)研究。在激光强度约3.5×101? W/cm2条件下，观测到的Kα X射线光子通量约为3.2×10? 光子·sr?1·s?1。由超短Ti:蓝宝石激光脉冲(能量密度约13 mJ/cm2)泵浦的InSb(111)晶体TXRD信号显示，在多皮秒时间尺度上因加热产生晶格膨胀。该晶体在激光激发后约1.5纳秒逐渐冷却并恢复原状。观测到的晶体应变变化与模拟结果高度吻合。研究样品的完全恢复过程将有助于InSb基器件的开发。
关键词： 铜Kα X射线源、时间分辨X射线衍射、超短激光脉冲、热应变、锑化铟
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于石墨烯结构的表面等离子体增强近场热整流
摘要： 我们提出了一种由InSb和石墨烯包覆的3C-SiC通过纳米级真空间隙分隔组成的热整流结构。为获得显著的热整流效应，这些材料的介电常数均被视为温度依赖性。基于涨落电动力学的数值计算表明，由于InSb与石墨烯之间强烈的表面等离激元-极化子耦合，引入石墨烯能显著增强近场辐射热通量和热整流效率。总体而言，当真空间隙小于70纳米时，可维持超过60%的整流效率；在10纳米真空间隙和0.1电子伏特化学势条件下，实现了超过95%的整流效率。提高发射体温度能使整流效率在更宽温度范围内急剧提升，较低化学势更有利于快速提高整流效率。上述结果有助于设计具有更高效率和更宽真空间隙的热二极管。
关键词： 近场辐射热传递、热整流、InSb（锑化铟）、表面等离极化激元、石墨烯、3C-SiC（碳化硅）
更新于2025-09-10 09:29:36