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oe1(光电查) - 科学论文

21 条数据
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  • III-V族半导体表面的离子辐照：从自组装纳米结构到等离子体晶体

    摘要： 半导体表面的离子辐照已成为制备多种自组织纳米结构的有前景方法。此外，聚焦离子辐照与分子束外延的结合，在制备过程中为混合材料的表面与界面提供了原子级前所未有的设计与控制能力。本综述阐述了从纳米岛到纳米棒再到三维纳米粒子阵列的定向自组装。首先讨论III-V族表面的聚焦离子辐照——该过程会导致V族元素优先溅射，继而形成富III族金属纳米结构。当辐照剂量超过阈值后，纳米粒子的演化将由溅射产额和局部离子束入射角决定，从而形成纳米粒子阵列、纳米棒或纳米粒子链。除描述通过聚焦离子束制备的纳米粒子阵列外延生长获得密排嵌入式Ga:GaAs纳米复合材料外，我们还探讨了纳米粒子阵列的表面等离子体共振效应，以及表面与埋入式纳米粒子阵列对GaAs光致发光效率的影响。最后讨论了"等离子体晶体"在等离激元增强光电子学中的应用潜力。

    关键词： 自组装纳米结构、离子辐照、等离子体晶体、分子束外延、III-V族半导体、纳米粒子阵列、表面等离子体共振、光致发光效率、聚焦离子束

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 具有改进量子效率的磷化镓太阳能电池结构

    摘要： 采用改进的液相外延（LPE）技术实现了量子效率提升的磷化镓（GaP）太阳能电池结构，并通过半透明肖特基接触形成二极管。性能提升源于在含镓磷的LPE熔体中添加少量铝元素——该元素能降低熔体中已知会导致GaP产生深能级陷阱态的氧背景浓度。研究还发现，在活性GaP层上方沉积富铝AlGaP层后选择性蚀刻，可显著改善活性层表面形貌。因此，这种改进的LPE技术消除了标准LPE方法中存在的弯月面线这一主要问题。

    关键词： 磷化镓，III-V族半导体，液相外延（LPE）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- III-V族半导体谐振纳米结构中的超快全光开关

    摘要： 全介质高折射率谐振纳米结构为定制散射辐射特性提供了丰富机遇。事实上，介质纳米谐振器散射光谱中光学频段极低的欧姆损耗与显著的磁偶极模式，为众多可应用于实际场景的散射效应奠定了基础[1]。要进一步提升介质纳米光子器件的性能，关键在于使其具备可重构性——即提供调控材料光学特性的方法。通过光学手段实现的电子-空穴注入为此提供了极具前景的解决方案（图1A）。直接带隙半导体因其既保留介质材料的典型优势，又较介质具有更窄的带隙宽度（这一特性显著降低了改变谐振纳米结构光学响应所需的泵浦脉冲注量），成为该用途的理想选择。数值模拟显示：当泵浦脉冲注量Φ=1.6 mJ/cm2时，由不同半径硅球构成的非对称二聚体可使探测光脉冲轨迹偏转20°[2]。而砷化镓超表面的全光开关实验表明，当注量Φ=0.31 mJ/cm2时其反射系数变化达Δ=0.35[3]。虽然非对称二聚体的光散射已有部分数值研究，但对应实验仍亟待开展——这需要改变系统几何构型（圆柱替代球体）与材料（砷化镓替代硅）。由于非对称几何结构，该系统在常规状态下呈现非对称散射特性，这种几何差异也导致圆柱谐振器吸收截面的不同，进而使材料光学参数的变化程度在两圆柱间不均等。因此在特定条件下，泵浦纳米结构后散射图样会趋于对称。我们的数值结果显示：对于半径85nm/90nm、高度200nm、圆盘中心间距450nm的二聚体，在泵浦注量Φ=0.9 mJ/cm2（对应探测光散射方向偏转7°）时指示曲线趋于对称，脉冲光谱中心波长为820nm。这种二聚体纳米天线可作为超快光开关应用于集成光子电路的波导间信号分配，其设计兼容现代微纳加工技术。全光调制不仅存在于单个非对称纳米天线，在由不同尺寸谐振器构成的超胞相控阵超表面中同样显现——我们特别研究了能调控纳米结构散射后衍射级次强度（即透射系数）的超表面，实验中最显著的透射系数相对变化出现在一级衍射：当泵浦注量Φ=0.02 mJ/cm2时Δ=9.7%（图2B）。此类超表面亦可作为全光开关使用。

    关键词： 超快光学、共振纳米结构、III-V族半导体、全光开关

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - III-V族半导体中的光驱动阿秒电子动力学

    摘要： 对光诱导固体中超快电子动力学的基本理解，对于未来在拍赫兹频率范围内工作的高速电光器件具有重要意义。近年来，多篇文献表明利用阿秒瞬态吸收光谱（ATAS）技术，可在几飞秒至亚飞秒时间尺度上解析并控制半导体与电介质中的载流子动力学。这些实验均采用非共振泵浦脉冲（即泵浦光子能量小于相应带隙）。与此不同的是，我们首次解析了由共振强激光脉冲诱导的阿秒载流子动力学。研究对象是具有技术重要性的窄带隙半导体——砷化镓（GaAs）中的阿秒电子响应。

    关键词： 砷化镓，III-V族半导体，阿秒瞬态吸收光谱，超快电子动力学，阿秒电子动力学

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 相互扩散量子点体系中由点尺寸变化引起的光学吸收光谱改变

    摘要： 在本研究中，我们通过分析与实验数据高度吻合的理论模型，量化了点尺寸变化对互扩散III-V族量子点（QD）体系带间光学吸收光谱的影响?？悸堑降愠叽绶植嫉姆蔷忍匦运盏嫉谋浠哂懈咚狗植继卣鳎渲屑偕璧ジ隽孔拥愠释妇底辞夷诓看嬖诜蔷炔牧献榉帧舛杂诜治鋈魏握媸档幕ダ┥⑻逑凳潜匾?。该假设与先前文献中报道的传统方法不同（传统方法将量子点组分视为均匀，呈现仅适用于无互扩散量子点结构的理想或准理想状态）。此外，我们首次在同一研究平台上分析了点尺寸变化与互扩散对量子点体系光谱的共同影响，系统展示了点尺寸偏差、量子点纵横比、点内核III族元素含量、标准差等因素对光学吸收光谱的作用机制。

    关键词： 点尺寸变化性、III-V族半导体、光学吸收光谱、互扩散、量子点

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [IEEE 2019年国际光电器件数值模拟会议(NUSOD) - 加拿大安大略省渥太华(2019.7.8-2019.7.12)] 2019年国际光电器件数值模拟会议(NUSOD) - InGaAs/InP p-I-n测试结构模型校准

    摘要： 采用不同面积的防护测试结构，在室温下对InGaAs/InP双异质结p-I-n结进行数值校准，通过研究少数载流子扩散、耗尽区产生及边缘（分流）漏电的贡献实现。测得边缘漏电为0.5 pA/cm，耗尽区贡献为2.2 nA/cm2；体区扩散贡献通过保护环排除但可解析计算为2.0 nA/cm2。在数值建?；肪持懈聪质笛椴馐越峁购?，通过校准扩散长度和SRH寿命参数即可精确复现实验数据。

    关键词： 暗电流、III-V族半导体、扩散长度、边缘漏电、复合

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 材料科学与工程参考?？?|| 用于自旋电子学的III-V族和IV族铁磁半导体

    摘要： 从晶体管首次问世以来，固态电子电路的迅猛发展令人瞩目。半导体（SC）加工技术的创新，助力维持了开发更小型、高性能电子设备的步伐。多数电子设备的运行依赖于控制电荷流动的能力。然而，当电子设备缩小至10纳米甚至更小尺度时，两大问题随之显现：首先，多种波动使得控制电子电荷流动变得困难。例如，当场效应晶体管（FETs）的沟道长度达到几纳米时，电子传输已无法用传统扩散方程描述。在纳米级器件中，掺杂原子位置的微小波动都会显著影响电子运动，导致输出电流难以预测和控制，进而造成器件参数的大幅波动。其次是由漏电流引发的巨大空闲能耗问题——当沟道长度进入亚10纳米范畴时，量子隧穿效应会导致漏电流产生。随着器件尺寸进一步缩小，更多高速运行的器件被集成，空闲能耗也随之攀升。为攻克这些难题，学界正积极探索多种新兴技术。其中颇具前景的"自旋电子学"技术，或将为电子学领域提供解决方案或全新框架。

    关键词： 第四族半导体、铁磁半导体、锰掺杂、铁掺杂、铁磁性的电学调控、III-V族半导体、隧道磁阻效应、自旋电子学

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 化学机械平坦化（CMP）技术进展 || 高迁移率沟道材料的CMP加工

    摘要： 由于进一步缩小和缩放工艺正接近物理极限，为保持未来互补金属氧化物半导体（CMOS）器件性能提升速度的替代方案是引入高迁移率沟道材料。这些替代材料的实施目标定位于10纳米及以下技术节点。为实现低功耗高性能逻辑器件，必须优化供电电压（Vdd）的缩放。这可通过采用极高迁移率材料来实现，例如用于p型金属氧化物半导体（pMOS）的锗（Ge）和用于n型金属氧化物半导体（nMOS）的III-V族材料（Skotnicki与Boeuf，2010）。制造实用器件时，需通过掺杂缓冲层或采用环绕栅极结构彻底消除漏电路径等方式，最小化缓冲层的栅极漏电流。迁移率最大化可通过定向材料掺杂以及调节沟道层的应变和缺陷密度实现。最具前景的材料候选者是pMOS器件的锗和nMOS器件的铟镓砷（InGaAs），因其分别具有高空穴迁移率和电子迁移率——块体锗层的空穴迁移率约为块体硅层的四倍，块体铟镓砷层的电子迁移率约为块体硅层的六倍。基于锗的pMOS器件高性能已在硅平台得到验证（Mitard等，2009）。但当前CMOS器件中硅层利用应变方法获得更高迁移率，因此实施锗材料时也需考虑应变应用问题。不过对于铟镓砷nMOS器件，应变不会提升性能，这反而可能成为优势——因为随着工艺进一步缩放，器件应变处理将更为困难。

    关键词： 硅锗、化学机械抛光、III-V族半导体、锗、互补金属氧化物半导体、高迁移率沟道材料

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 氧化诱导的ALD-Al2O3/InAs(100)界面变化及其在器件加工中的控制

    摘要： InAs晶体是射频晶体管和红外传感器等多种器件的新兴材料?？刂蒲趸盏急浠约跎儆泻Φ腎nAs表面（或界面）缺陷至关重要，因为在器件加工过程中难以避免InAs表面部分发生能量上有利的氧化。我们采用同步辐射硬X射线光电子能谱（HAXPES）、低能电子衍射、扫描隧道显微镜和时间飞行弹性反冲检测分析技术，对经过不同预氧化处理的原子层沉积（ALD）生长的Al2O3/InAs界面进行了表征。研究阐明了良好嵌入的InAs界面（12 nm Al2O3）的化学环境和芯能级偏移，尤其避免了真空-固体界面显著电位变化的影响。高分辨率As 3d光谱显示，ALD前经溅射清洁的Al2O3/InAs界面存在+1.0 eV偏移，而预氧化（3×1）-O界面的As 3d则呈现-0.51 eV偏移。测量结果还表明，As2O3型结构对控制缺陷密度并非关键因素。关于In 4d测量，溅射后的InAs界面仅存在+0.29 eV偏移，而晶态氧化界面特有的In 4d偏移约为-0.3 eV。因此，通常与悬键相关的负偏移并不一定如先前预期那样指示此类点缺陷。相反，负偏移可能源于与氧原子的键合。因此，在光电子研究中确定体组分位置时应特别谨慎。最后，我们提出了一种将InAs氧化结果应用于富砷III-V表面和铟沉积的高电子迁移率晶体管（HEMT）器件工艺的方法。该方法可在不损失栅极可控性的情况下降低HEMT的栅极漏电流。

    关键词： 同步辐射，氧化，原子层沉积，III-V族半导体，光电子，砷化铟

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 扩展波长红外探测器中势垒能量偏移与梯度的影响

    摘要： 扩展波长红外光电探测器是一类新型的基于III-V族半导体异质结的光电探测器，能够探测能量显著低于异质结界面最小能隙（Δ）的入射辐射。这类探测器的结构包括夹在高掺杂欧姆顶底接触层之间的势垒-发射极-势垒外延层。势垒间存在能量偏移量（????）是实现扩展波长光电探测的必要条件。本研究探讨了不同????和势垒梯度下扩展波长红外光电探测器的性能表现。结果表明：扩展波长阈值随梯度和偏移量的变化而轻微波动；但光谱响应度随偏移量增加而提升，随梯度增大而降低。

    关键词： 扩展波长红外探测器，III-V族半导体，GaAs/AlGaAs异质结构

    更新于2025-09-09 09:28:46