研究目的
通过热扩散工艺制备并表征用于短波红外光探测的Au/n-Mg2Si肖特基结和Mg2Si pn结光电二极管。
研究成果
制备的Mg2Si基肖特基和pn结二极管展现出明显的二极管特性，且整流比高于已有报道的二极管。Mg2Si pn结光电二极管在短波红外（SWIR）波段表现出清晰的光响应性，表明其作为环保型SWIR光传感器的潜力。采用油基金刚石对Mg2Si表面进行精密抛光，改善了金属接触并降低了界面电阻。
研究不足
Mg2Si晶圆具有较高的载流子浓度，且n型Mg2Si半导体需要进一步优化欧姆接触以降低漏电流并改善二极管特性。
1：实验设计与方法选择：
采用垂直布里奇曼法生长n型Mg2Si单晶?；谌鹊缱臃⑸洌═E）模型分析所制备二极管的J-V特性。
2：样品选择与数据来源：
使用高纯度元素镁（5N级）和硅（11N级）。通过粉末X射线衍射、劳厄背反射、SEM-EDX和XRF测量对生长的晶体进行表征。
3：实验设备与材料清单：
热解石墨（PG）涂层碳坩埚、SmartLab X射线衍射仪（理学株式会社）、TM3000扫描电镜、NanoScope V原子力显微镜、Sigma Probe光谱仪、ResiTest8300霍尔效应测量系统、UEP-3000-2C电子束蒸发器。
4：实验步骤与操作流程：
晶体经生长、抛光和表征后，通过蒸发金和银并快速热退火制备二极管。
5：数据分析方法：
采用标准热电子发射（TE）模型结合Cheung方法分析正向J-V特性以提取二极管参数。
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SmartLab X-ray diffractometer
Rigaku Co., Ltd.
Phase composition investigation
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TM3000 SEM
Hitachi High-Technologies Corporation
Surface state checking
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NanoScope V AFM
Veeco Instruments
Surface roughness measurement
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Sigma Probe Spectrometer
Thermo Fisher Scientific
Oxygen layer thickness determination
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ResiTest8300 Hall effect measurement system
Toyo Corporation
Carrier density, Hall mobility, and electrical resistivity measurement
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UEP-3000-2C E-beam evaporator
ULVAC, Inc.
Metal evaporation for diode fabrication
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