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螺旋波等离子体化学气相沉积法制备纳米碳化硅薄膜

于威 , 王保柱 , 孙运涛 , 韩理 , 傅广生

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2003.03.019

采用螺旋波等离子体化学气相沉积 (HWP-CVD)技术在Si(100)和石英衬底上合成了具有纳米结构的碳化硅薄膜.通过X射线衍射(XRD)、傅立叶红外透射(FTIR)和原子力显微镜(AFM)等技术对所制备薄膜的结构、组分和形貌进行了分析,利用光致发光技术研究了样品的发光特性.分析表明,在700℃的衬底温度和1.33Pa的气压条件下所制备纳米SiC薄膜的平均颗粒度在3nm以下,红外透射谱主要表现为Si-C吸收.结果说明HWP-CVD为制备高质量纳米SiC薄膜的有效技术,所制备样品呈现出室温短波长可见发光特性,发光谱主峰位于395nm附近.

关键词: 纳米碳化硅 , 螺旋波等离子体 , 化学气相沉积

螺旋波等离子体沉积纳米硅薄膜结构特性

于威 , 朱海丰 , 王保柱 , 韩理 , 傅广生

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2004.02.008

采用螺旋波等离子体化学气相沉积(HWPCVD)技术,以SiH4作为源反应气体在Si(100)和玻璃衬底上制备了纳米Si薄膜.通过X射线衍射(XRD)、Raman光谱、原子力显微镜(AFM)对所制备的材料结构和形貌等特性进行表征,分析了纳米Si薄膜结构随衬底温度变化的规律.实验结果表明,在较低的衬底温度(100-300℃)范围内,可以实现高晶化度纳米Si薄膜的沉积,颗粒大小在4-8nm之间,样品的晶化度随着衬底温度升高而升高,晶粒大小也随之增大,样品表面光滑,晶粒分布均匀.

关键词: 螺旋波等离子体化学气相沉积 , 纳米硅薄膜 , 结构特性

射频分子束外延生长AlInGaN四元合金

王保柱 , 王晓亮

无机材料学报 doi:10.3724/sp.j.1077.2009.00559

利用射频等离子体辅助分子束外延(RF-MBE)技术在蓝宝石衬底上外延了铝铟镓氮(AlInGaN)四元合金,通过改变Al源的束流生长了不同组分的AlInGaN四元合金,材料生长过程中采用反射式高能电子衍射(RHEED)进行了在位检测. 通过扫描电镜(SEM)、卢瑟福背散射(RBS)、X射线衍射(XRD)和阴极荧光(CL)等测试手段表征了AlInGaN四元合金的结构和光学特性. 研究结果表明:在GaN层上生长AlInGaN外延层时,外延膜呈二维生长;当铝炉的温度为920℃时,外延AlInGaN四元合金外延薄膜中Al/In接近4.7,X射线衍射摇摆曲线的半高宽最小为5arcmin,四元合金的阴极荧光发光峰的半高宽为25nm,AlInGaN四元合金外延层具有较好的晶体质量和光学质量.

关键词: 铝铟镓氮 , RF-MBE , structural properties , optical properties

射频分子束外延生长AlInGaN四元合金

王保柱 , 王晓亮

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00559

利用射频等离子体辅助分子束外延(RF-MBE)技术在蓝宝石衬底上外延了铝铟镓氮(AlInGaN)四元合金,通过改变Al源的束流生长了不同组分的AlInGaN四元合金,材料生长过程中采用反射式高能电子衍射(RHEED)进行了在位检测. 通过扫描电镜(SEM)、卢瑟福背散射(RBS)、X射线衍射(XRD)和阴极荧光(CL)等测试手段表征了AlInGaN四元合金的结构和光学特性. 研究结果表明:在GaN层上生长AlInGaN外延层时,外延膜呈二维生长;当铝炉的温度为920℃时,外延AlInGaN四元合金外延薄膜中Al/In接近4.7,X射线衍射摇摆曲线的半高宽最小为5arcmin,四元合金的阴极荧光发光峰的半高宽为25nm,AlInGaN四元合金外延层具有较好的晶体质量和光学质量.

关键词: 铝铟镓氮 , 分子束外延 , 结构特性 , 光学特性

分子束外延生长InGaN量子点及其结构和光学特性

王保柱 , 颜翠英 , 王晓亮

稀有金属材料与工程

采用射频等离子体辅助分子束外延(RF-MBE)技术在蓝宝石衬底上,外延生长了发光波长位于407 nm的InGaN量子点结构,研究了InN成核层技术对其结构和光学特性的影响.材料生长过程中采用反射式高能电子衍射(RHEED)进行了在位检测,通过原子力显微镜(AFM),光致发光(PL)等测试手段表征了InGaN量子点材料的结构和光学特性.结果表明,相对于直接在GaN层上自组织生长InGaN量子点,通过InN成核层技术可以获得高密度、高质量的InGaN量子点结构,量子点尺寸分布更加均匀,主要集中在35~45 nm之间;量子点的密度更高,可以达到3.2×1010/cm2;InN 成核层上生长的InGaN量子点的PL发光峰强度为直接在GaN层上生长的InGaN量子点的2倍,发光峰的半高宽较窄,为10 nm.

关键词: 铟镓氮 , 量子点 , 分子束外延

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