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纳晶硅氧化层中的陷阱态

黄伟其 , 秦朝建 , 许丽 , 吴克跃

材料科学与工程学报

由Si-H键钝化的多孔硅的光致荧光(PL)发光频移遵循量子受限效应,随着纳米结构尺寸的变小PL发光频率从红外蓝移到紫外.多孔硅被氧化后,PL发光带的中心波长被钉扎在700nm～750nm范围,且强度明显增加.计算表明,氧化后的Si=O键或Si-O-Si键能在展宽的导带下方形成电子陷阱态.由此提出量子受限与氧化陷阱态模型可以很好地解释PL发光的钉扎和增强效应.该模型中的电子陷阱态扮演了重要的角色.

关键词: 光致荧光 , 多孔硅氧化 , 钉扎和增强效应 , 电子陷阱态

部分相干电子束的像差研究

黄伟其

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2000.05.074

关键词:

半导体锗纳米团簇和纳米层的生成与结构研究

祝亚 , 黄伟其 , 刘世荣 , 祖恩东

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2003.03.020

我们在硅锗合金衬底上采用氧化等制膜方式生成零维和二维的纳米结构样品,用高精度椭偏仪(HPE)、卢瑟福背散射谱仪(RBS)和高分辨率扫描透射电子显微镜(HR-STEM)测量样品的纳米结构,并采用美国威思康新州立大学开发的Rump模拟软件对卢瑟福背散射谱(RBS)中的CHANNEL谱和RANDOM谱分别进行精细结构模拟,测量并计算出纳米氧化层与锗的纳米薄膜结构分布,并且反馈控制加工过程,优化硅锗半导体材料纳米结构样品的加工条件.我们测量出样品横断面锗纳米团簇和纳米层的PL发光谱.我们在硅锗合金的氧化层表面中首次发现纳米锗量子点组成的几个纳米厚的盖帽膜结构,我们首次提出的生成硅锗纳米结构的优化加工条件的氧化时间和氧化温度匹配公式的理论模型与实验结果拟合得很好.

关键词: 纳米团簇 , 纳米层 , 硅锗合金

矩形光脉冲光电响应后沿拖曳性状研究

黄伟其 , 陶必修 , 蔡绍虹

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2002.02.012

本文对矩形光脉冲光电响应后沿拖曳的形成机制进行了详尽的实验研究和理论分析,认为形成该光电响应时滞后曳的主要根源在于光生电子与空穴的多声子慢态复合.我们给出了削减后沿拖曳、提高光电响应速度的有效措施,从而促进解决宽带光通讯的速度瓶颈问题.

关键词: 光电响应 , 时滞后曳效应 , 异质结并接

硅锗合金氧化后生成的锗纳米结构的特性研究

黄伟其 , 蔡绍洪 , 刘世容

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2004.01.020

我们将SiGe合金在干氧吹气环境下以不同的温度和不同的时值进行氧化处理,用卢摄福散射仪RBS和高精度椭偏仪HP-ESM测量样品,获得10～80nm厚的硅氧化层和1 nm厚的富锗层.新发现快速氧化生成的氧化膜表面有1～2 nm厚的锗层.分析了锗纳米结构对应的PL发光谱,注意到锗纳米层对应的541 nm波长的尖锐的发光峰和不同尺寸的锗原子团对应的从550～720 nm波长的发光带.从量子受限模型和局域密度泛函计算出发,合理地解释了实验的结果.

关键词: 光电子学 , 纳米结构 , Ge团簇 , 发光谱

激光诱导生成锗纳米晶体量子点

黄伟其 , 刘世荣 , 胡林

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2006.01.017

采用氧化和析出的方法在氧化硅中凝聚生成锗纳米晶体量子点结构.其形成的锗晶体团簇没有突出的棱角和支晶结构,锗晶体团簇的轮廓较圆混,故可以用球形量子点模型来模拟实际的锗晶体团簇.对比了在高温(800℃～1000℃)条件下和在低温(200℃～500℃)用激光照射条件下所生成的锗纳米晶体结构的PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布.低温用激光照射条件下所生成的锗纳米晶体较小,其PL光谱出现蓝移.用量子点受限模型计算了锗纳米晶体团簇的能隙结构,用Monte Carlo方法模拟了PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布,分别与实验结果吻合较好.

关键词: 光电子学 , 量子点 , 锗团簇 , 光致荧光谱