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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2019
研究主题
  • B2. 半导体III-V族材料 A3. 金属有机化学气相沉积 B1. 氮化物 A1. 晶体结构 A1. 杂质
应用领域
  • 材料科学与工程
机构单位
  • National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
  • Nagoya University
55 条数据
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  • [2019年IEEE光子学会议(IPC) - 美国德克萨斯州圣安东尼奥(2019.9.29-2019.10.3)] 2019年IEEE光子学会议(IPC) - 半导体激光器用亚稳态III/V材料

    摘要： 处于平衡相图混溶间隙内的亚稳态材料，以及晶格参数工程化虚拟衬底的开发，为大幅扩展半导体激光器可用材料平台提供了途径，从而实现更高性能和更广的发射波长范围。适用于激光应用的半导体合金成分通常受限于在现有衬底平台上合成晶格匹配或赝应变层量子阱（QWs）的能力。这阻碍了某些波长区域的实现以及先进异质结构设计的充分利用。能够合成处于平衡相图混溶间隙内的亚稳态材料（如稀氮和稀铋III/V化合物），为大幅扩展先进器件开发的可用材料平台提供了途径。此外，通过工程化衬底晶格常数来制备设计指定的虚拟衬底，能够实现新型异质结构器件设计。本报告将重点介绍此类材料的开发及采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）的器件实现。

    关键词： 亚稳态、应变层、激光器、金属有机化学气相沉积

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 可再生与可持续复合材料 || 实现一维氧化锌纳米结构在太阳能电池中应用的方法学

    摘要： 一维（1D）纳米结构通常用于描述长径比较大的棒状、线状、带状和管状结构。由于其在纳米器件制造中具有独特的物理特性和技术意义，一维氧化锌（ZnO）纳米结构已成为研究焦点。当一维ZnO纳米结构的径向尺寸减小到特定长度（如光波长、声子平均自由程、玻尔半径等）时，量子力学效应必然起关键作用。凭借高比表面积和二维受限特性，一维ZnO纳米结构展现出迷人的电学、磁学和光学性能。此外，其大长径比使其成为能量传输材料的理想候选，能有效传导量子粒子（光子、声子、电子）以提升相关技术应用。迄今已开发多种合成一维ZnO纳米结构的方法。本文阐述了实现一维ZnO纳米结构的技术路径，并展示了其在太阳能电池中的潜在应用，以突显该材料优异的特性。

    关键词： 水热法、纳米结构、一维、氧化锌、太阳能电池、化学气相传输与凝聚（CVTC）、气液固（VLS）法、电化学法、金属有机化学气相沉积（MOCVD）、化学气相沉积（CVD）

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 用于功率电子学的外延β-Ga2O3及β-(AlxGa1-x)2O3/β-Ga2O3异质结构生长

    摘要： 我们采用金属有机化学气相沉积法（MOCVD）成功生长出高质量β-Ga?O?薄膜。使用Ga(DPM)?、TEGa和TMGa作为镓源，氧气作为氧化剂。各镓源生长的薄膜均具有高生长速率，其中TMGa可达10 μm/h。为研究同质外延层质量，通过MOCVD生长了非故意掺杂（UID）和硅掺杂的β-Ga?O?层，生长速率为0.5-4.0 μm/h。实现了X射线衍射半高宽（FWHM）<50角秒、均方根粗糙度<0.5 nm的外延层。电子迁移率从载流子浓度n=8×101? cm?3时的约13 cm2/V·s提升至n=1.6×101? cm?3时的约120 cm2/V·s。尽管生长速率较高，这些数值仍与文献最佳数据相当。对于UID β-Ga?O?层，硅被确认为导致自由载流子浓度的主要杂质，并在薄膜/衬底界面处存在强积累。该反应器还用于生长含铝量高达43%的高质量应变β-(Al?Ga???)?O?/β-Ga?O?异质结和超晶格。结果表明MOCVD技术能以高速率生长器件级β-Ga?O?及相关合金，这对高压功率器件至关重要。

    关键词： 电子迁移率，β-氧化镓，金属有机化学气相沉积，β-(AlxGa1?x)2O3，生长速率

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 在金属有机化学气相沉积反应器中通过原位烘烤形成的Si(001)表面上的选择性砷化镓外延生长

    摘要： 我们在此报道了利用宽高比限制法，在硅(001)衬底上通过V形槽沟道实现GaAs层的选择性外延生长。在金属有机化学气相沉积(MOCVD)腔室中生长GaAs之前，先在氢气氛围下通过高温原位烘烤工艺形成硅沟槽底部的V形槽硅表面。我们采用高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)和X射线衍射(XRD)技术，研究了GaAs生长前不同高温烘烤时间对V形槽形貌演变及选择性生长GaAs外延层缺陷密度的影响规律。

    关键词： V形槽硅，选择性外延生长，金属有机化学气相沉积，砷化镓

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 非极性a面氮化镓直接生长于钛图案化蓝宝石衬底上晶体质量各向异性的降低

    摘要： 非极性a面氮化镓(GaN)薄膜通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)直接生长在钛图形化蓝宝石衬底(Ti-PSS)上。研究表明，与平面蓝宝石衬底相比，Ti-PSS上生长的GaN薄膜具有更优异的表面质量且表面凹坑更少。更重要的是，其轴对称反射的X射线摇摆曲线半高宽各向异性行为得到显著改善。研究发现，沿m方向增加的镶嵌块尺寸可能是晶体质量各向异性降低的主要原因。该工作为提升非极性GaN薄膜的晶体质量提供了一种简单有效的方法。

    关键词： X射线摇摆曲线、晶体质量各向异性、金属有机化学气相沉积、钛图案化蓝宝石衬底、非极性a面氮化镓

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 通过五步可扩展工艺制备的透明p-Cu0.66Cr1.33O2/n-ZnO异质结

    摘要： 采用透明且具有导电性的p型非化学计量铜铬氧化物薄膜构建了p-Cu0.66Cr1.33O2/n-ZnO异质结。该结通过包含金属有机化学气相沉积、原子层沉积、化学湿法蚀刻和光学光刻的新型五步简易工艺制备而成。最后增加650和700°C不同温度的热退火步骤，以调控黄铁矿型氧化物的电学特性，从而优化p-n结的电学性能。本研究旨在解决透明且可工业化放大的整流p-n结短缺问题，这类结能为透明电子器件开辟多种应用路径。实验获得了6.6的优异理想因子η和50%的可见光透过率。本文不仅阐明了结的电子响应机制，还通过能带排列与费米能级调控，深化了对材料物理特性的理解。

    关键词： 原子层沉积、光学光刻、热退火、黄铁矿结构氧化物、金属有机化学气相沉积、p-Cu0.66Cr1.33O2/n-ZnO异质结、透明电子学、化学湿法蚀刻、费米能级调控

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 末端氨基官能化四烷基锡(IV)前驱体在SnO?薄膜金属有机化学气相沉积中的验证：薄膜生长特性、光学及电学性质研究

    摘要： 四价锡氧化物是一种极具前景的半导体材料，在化学传感等领域展现出领先特性。其薄膜生长采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）工艺具有显著优势——该技术不仅具备优异的可扩展性，还能通过精准选择反应物来调控工艺温度。本研究首次报道了一种采用末端氨基烷基取代的四烷基锡(IV)化合物的高效MOCVD新工艺用于沉积四价锡氧化物薄膜。通过对液体前驱体四[3-(N,N-二甲基氨基)丙基]锡(IV) [Sn(DMP)4]进行热稳定性与蒸气压表征，在氧气环境下成功制备出高纯度多晶四价锡氧化物薄膜，其结构与形貌特征均可调控。X射线光电子能谱（XPS）详细分析证实薄膜中存在氧空位及大量化学吸附氧物种。基于这些优异特性，研究团队优化MOCVD工艺将薄膜厚度从25-50纳米梯度缩减，通过范德堡（vdP）电阻率测量探究初始成膜后表面形貌微变对电学性能的影响。采用紫外-可见（UV-vis）光谱估算了不同厚度薄膜的光学带隙。

    关键词： 成分，二氧化锡，形貌，金属有机化学气相沉积，电阻率

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 金属有机化学气相沉积法中LT-AlN生长条件对Si(111)衬底上HT-AlN生长质量的影响

    摘要： 本研究采用不同TMAl预流条件下以LT-AlN成核层生长的Si(111)衬底上AlN薄膜，并对其进行了研究。结果表明，影响AlN薄膜质量的主要因素是预流过程中铝对衬底的包覆程度。提出了使用LT-AlN成核层、针对三种不同铝覆盖度（高、最佳和低）的AlN生长定性模型。在最佳条件下生长的薄膜，其AlN(0002)反射摇摆曲线半高宽为0.59°。所展示的在1000°C以下生长高质量AlN薄膜的可能性，将对高功率电子器件具有重要价值。

    关键词： B1. 硅，B1. 氮化铝，B1. 氮化物，B2. 半导体III-V族材料，A3. 金属有机化学气相沉积，A1. 晶体结构

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 热退火对四元AlInGaN外延层上Ni/Pt肖特基接触电学与结构特性的影响

    摘要： 在四元Al0.84In0.13Ga0.03N外延层上制备了Pt/Au、Ni/Au和Ni/Pt/Au肖特基接触。通过电流-电压(I-V)、电容-电压(C-V)和高分辨X射线衍射(HR-XRD)测试，研究了原始沉积态及不同退火温度下Ni/Pt/Au肖特基接触的电学与结构特性。根据I-V法、Norde法和C-V法测量，原始沉积的Pt/Au接触具有最高肖特基势垒高度(SBH)（I-V测得0.82 eV，Norde法0.83 eV，C-V法1.09 eV）。退火Ni/Pt/Au接触的SBH经I-V计算分别为：300°C时0.80 eV，400°C时0.79 eV，500°C时0.78 eV，显示其随退火温度升高至500°C持续降低。退火样品中出现的额外衍射峰证实界面形成了新相，但衍射图谱未随退火温度变化。原始沉积的Pt/Au(5.69)、Ni/Au(6.09)和Ni/Pt/Au(6.42)接触以及300°C(6.89)、400°C(7.43)和500°C(8.04)退火的Ni/Pt/Au接触均呈现较高理想因子，这归因于热电子发射之外的电流输运机制（如位错相关隧穿效应）。

    关键词： A3. 金属有机化学气相沉积（MOCVD），退火效应，A1. 肖特基，B1. AlInGaN

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 多孔硅衬底对MOCVD和ALD氧化钌纳米层结构、力学及光学性能的影响

    摘要： 近年来，氧化钌（RuO2）因其光催化特性和光电化学（PEC）性能受到广泛关注。本研究通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）和原子层沉积（ALD）技术在n型多孔硅（PSi）上生长了RuO2纳米层。采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能量色散X射线光谱（EDX）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、显微拉曼光谱、漫反射和光致发光（PL）光谱等手段研究了所得纳米结构的形貌、力学及光学性能。结果表明：MOCVD法使RuO2沿孔道分布不均匀，主要沉积在PSi近表面；而ALD法获得的钌分布在整个孔道内呈保形状态。通过TEM、XRD和拉曼光谱测定了RuO2纳米晶的平均尺寸及机械应力。研究表明ALD样品结晶性良好，而MOCVD样品的晶相随RuO2层厚度增加而改善。证实ALD和MOCVD过程中均形成了水合RuO2。MOCVD样品的电导率略高于ALD样品。MOCVD制备样品的禁带宽度（Eg）平均值与注入次数相关。RuO2纳米层淬灭了PSi基体的本征PL。讨论了MOCVD与ALD样品结构、光学及力学性能间的关联性。

    关键词： 金属有机化学气相沉积，氧化钌，原子层沉积，多孔硅

    更新于2025-09-10 09:29:36