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基于XRD和PL光谱分析的InGaAs/GaAs量子阱生长温度依赖性研究
1
作者
李博
马淑芳
+9 位作者
阳智
程睿思
刘思敏
王嘉惠
郝晓东
尚林
仇伯仓
董海亮
韩丹
许并社
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025年第6期1584-1591,共8页
InGaAs/GaAs多量子阱(MQWs)结构因其具有独特的量子限制效应和优异的光电性能,使其作为激光器的有源区在光通信和光电器件中具有广泛应用。在该结构中通过改变In组分来调控带隙宽度进而满足不同波长的需求,分子束外延(MBE)生长MQWs时可...
InGaAs/GaAs多量子阱(MQWs)结构因其具有独特的量子限制效应和优异的光电性能,使其作为激光器的有源区在光通信和光电器件中具有广泛应用。在该结构中通过改变In组分来调控带隙宽度进而满足不同波长的需求,分子束外延(MBE)生长MQWs时可以高精度的控制材料的组分和厚度,从而优化光学性能。尽管InGaAs/GaAs MQWs在许多方面取得了进展,但在In组分较高的InGaAs量子阱中,由于晶格失配会导致位错产生,进而引发界面缺陷,影响材料的晶体质量和光学性能,所以通过MBE生长调控来提高晶体质量对改善光学性质极具意义。在MBE生长过程中,利用生长温度来优化生长动力学,进而调控原子在界面的迁移,尤其是In、Ga原子的迁移,对于提高InGaAs/GaAs MQWs的界面质量和晶体质量有着至关重要的作用。为了探究生长温度对MQWs晶体质量、界面质量和发光性能的影响,我们采用MBE方法分别在505和490℃下生长了两组InGaAs/GaAs MQWs样品,并使用高分辨率X射线衍射(HRXRD)、光致发光(PL)进行了晶体质量和光学性能表征分析。HRXRD结果表明,由于高温下生长有利于提高Ⅲ族原子动力学和原子扩散长度,使得生长工艺中In和Ga原子的迁移增加,这有利于原子在外延层表面找到能量较低的位置形核;因此,在505℃生长的MQWs样品的缺陷密度为1.02×10^(5) cm^(-2),较小,缺陷少应力小,具有较好的晶体质量和界面质量。此外,光致发光性能测试分析结果表明,在505℃生长的MQWs样品发光强度高,发光均匀性良好,并进一步证明其晶体质量优于490℃生长的样品。说明了合适的生长温度有利于提高InGaAs/GaAs MQWs的界面质量和光学性能。该工艺参数对MBE制备MQWs材料具有重要的参考意义。
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关键词
InGaAs/GaAs多量子阱
MBE生长
高分辨率x射线衍射
谱
光致发光谱
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职称材料
气流粉碎过程机械力化学效应对煤粉微晶结构的影响
2
作者
杨秀超
陈国庆
+3 位作者
周子宁
吴昉
刘建国
刘加勋
《中国电机工程学报》
北大核心
2025年第12期4749-4758,I0018,共11页
明确机械力化学对煤粉物化性能的影响可以为基于微观精细结构定向调控煤粉洁净燃烧提供理论支撑。该文结合同步辐射小角X射线散射(small angle X-ray scattering,SAXS)和高分辨率X射线衍射(high resolution X-ray diffraction,HRXRD)精...
明确机械力化学对煤粉物化性能的影响可以为基于微观精细结构定向调控煤粉洁净燃烧提供理论支撑。该文结合同步辐射小角X射线散射(small angle X-ray scattering,SAXS)和高分辨率X射线衍射(high resolution X-ray diffraction,HRXRD)精确地表征煤粉的孔隙结构和微晶形态。在此基础上,进一步探讨煤粉粉碎过程中机械力化学对煤粉微晶形态和孔隙结构的影响机制,从而揭示孔隙结构和微晶形态之间的本质关系。结果表明:随着机械力化学效应的增强,煤粉晶格结构参数:邻位分布标准差(σ_(1))、平均堆叠跨度(L_(a))、平均堆叠高度(L_(c))、堆叠平均层数(N)、层间隙标准差(σ_(3))、平均层间隙(a_(3))减小,而平均C—C键长度(l_(cc))、取向参数(q)增大。同时,单芳香层变形程度的增加伴随着煤粉颗粒大孔或中孔向微孔的转化。此外,无序芳香层的纵向堆叠所释放的空间贡献中孔的形成。另一方面,单芳香层面内的褶皱结构(凹陷或凸起)和微晶堆叠间隙的贯通都可以促进微孔的增加。该文结论可以为基于微观精细结构定向调控煤粉洁净燃烧提供一定的理论支撑。
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关键词
同步辐射
小角
x
射线
散射
高分辨率x射线衍射
机械力化学
孔隙结构
微晶形态
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职称材料
在Si和GaAs衬底上分子束外延CdTe的晶格应变
3
作者
王元樟
陈路
+4 位作者
巫艳
吴俊
于梅芳
方维政
何力
《人工晶体学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第4期729-733,共5页
本文利用高分辨率多重晶多重反射X射线衍射技术对分子束外延CdTe(211)B/Si(211)与CdTe(211)B/GaAs(211)B材料的CdTe外延薄膜进行了倒易点二维扫描,并通过获得的倒易点二维图,对CdTe缓冲层的应力和应变状况进行了分析。研究显示,对于一...
本文利用高分辨率多重晶多重反射X射线衍射技术对分子束外延CdTe(211)B/Si(211)与CdTe(211)B/GaAs(211)B材料的CdTe外延薄膜进行了倒易点二维扫描,并通过获得的倒易点二维图,对CdTe缓冲层的应力和应变状况进行了分析。研究显示,对于一定厚度的CdTe外延薄膜,在从生长温度280℃降至室温20℃的过程中,由于和衬底存在热膨胀系数的差异,将在外延薄膜中产生热应力,使外延薄膜发生应变,并且这种应变取代了失配应变,在晶格畸变中占据主导地位。对于Si衬底,热应变表现为张应力;对于GaAs衬底,热应变表现为压应力。该研究结果对于进一步优化在大失配的异质衬底上外延同Hg1-xCdxTe材料晶格匹配的Cd1-yZnyTe材料的Zn组分具有指导意义。
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关键词
CdTe/GaAs
CdTe/Si
热应变
高分辨率
多重晶多重反射
x
射线
衍射
分子束外延
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职称材料
题名
基于XRD和PL光谱分析的InGaAs/GaAs量子阱生长温度依赖性研究
1
作者
李博
马淑芳
阳智
程睿思
刘思敏
王嘉惠
郝晓东
尚林
仇伯仓
董海亮
韩丹
许并社
机构
陕西科技大学西安市化合物半导体材料与器件重点实验室
陕西科技大学材料科学与工程学院
陕西科技大学物理与信息科学学院
太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室
出处
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025年第6期1584-1591,共8页
基金
陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设基金项目(2023KXJ-188)
国家自然科学基金项目(52375572)
山西浙大新材料与化工研究院科研项目(2022SX-TD018)资助。
文摘
InGaAs/GaAs多量子阱(MQWs)结构因其具有独特的量子限制效应和优异的光电性能,使其作为激光器的有源区在光通信和光电器件中具有广泛应用。在该结构中通过改变In组分来调控带隙宽度进而满足不同波长的需求,分子束外延(MBE)生长MQWs时可以高精度的控制材料的组分和厚度,从而优化光学性能。尽管InGaAs/GaAs MQWs在许多方面取得了进展,但在In组分较高的InGaAs量子阱中,由于晶格失配会导致位错产生,进而引发界面缺陷,影响材料的晶体质量和光学性能,所以通过MBE生长调控来提高晶体质量对改善光学性质极具意义。在MBE生长过程中,利用生长温度来优化生长动力学,进而调控原子在界面的迁移,尤其是In、Ga原子的迁移,对于提高InGaAs/GaAs MQWs的界面质量和晶体质量有着至关重要的作用。为了探究生长温度对MQWs晶体质量、界面质量和发光性能的影响,我们采用MBE方法分别在505和490℃下生长了两组InGaAs/GaAs MQWs样品,并使用高分辨率X射线衍射(HRXRD)、光致发光(PL)进行了晶体质量和光学性能表征分析。HRXRD结果表明,由于高温下生长有利于提高Ⅲ族原子动力学和原子扩散长度,使得生长工艺中In和Ga原子的迁移增加,这有利于原子在外延层表面找到能量较低的位置形核;因此,在505℃生长的MQWs样品的缺陷密度为1.02×10^(5) cm^(-2),较小,缺陷少应力小,具有较好的晶体质量和界面质量。此外,光致发光性能测试分析结果表明,在505℃生长的MQWs样品发光强度高,发光均匀性良好,并进一步证明其晶体质量优于490℃生长的样品。说明了合适的生长温度有利于提高InGaAs/GaAs MQWs的界面质量和光学性能。该工艺参数对MBE制备MQWs材料具有重要的参考意义。
关键词
InGaAs/GaAs多量子阱
MBE生长
高分辨率x射线衍射
谱
光致发光谱
Keywords
InGaAs/GaAs multiple quantum wells
MBE growth
HR
x
RD spectrum
PL spectrum
分类号
O482.31 [理学—固体物理]
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职称材料
题名
气流粉碎过程机械力化学效应对煤粉微晶结构的影响
2
作者
杨秀超
陈国庆
周子宁
吴昉
刘建国
刘加勋
机构
上海交通大学机械与动力工程学院
低碳智能燃煤发电与超净排放全国重点实验室(国家能源集团科学技术研究院有限公司)
出处
《中国电机工程学报》
北大核心
2025年第12期4749-4758,I0018,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52076133,51876124)
国家重点实验室开放基金项目(D2022FK089)。
文摘
明确机械力化学对煤粉物化性能的影响可以为基于微观精细结构定向调控煤粉洁净燃烧提供理论支撑。该文结合同步辐射小角X射线散射(small angle X-ray scattering,SAXS)和高分辨率X射线衍射(high resolution X-ray diffraction,HRXRD)精确地表征煤粉的孔隙结构和微晶形态。在此基础上,进一步探讨煤粉粉碎过程中机械力化学对煤粉微晶形态和孔隙结构的影响机制,从而揭示孔隙结构和微晶形态之间的本质关系。结果表明:随着机械力化学效应的增强,煤粉晶格结构参数:邻位分布标准差(σ_(1))、平均堆叠跨度(L_(a))、平均堆叠高度(L_(c))、堆叠平均层数(N)、层间隙标准差(σ_(3))、平均层间隙(a_(3))减小,而平均C—C键长度(l_(cc))、取向参数(q)增大。同时,单芳香层变形程度的增加伴随着煤粉颗粒大孔或中孔向微孔的转化。此外,无序芳香层的纵向堆叠所释放的空间贡献中孔的形成。另一方面,单芳香层面内的褶皱结构(凹陷或凸起)和微晶堆叠间隙的贯通都可以促进微孔的增加。该文结论可以为基于微观精细结构定向调控煤粉洁净燃烧提供一定的理论支撑。
关键词
同步辐射
小角
x
射线
散射
高分辨率x射线衍射
机械力化学
孔隙结构
微晶形态
Keywords
synchrotron radiation
small angle
x
-ray scattering
high resolution
x
-ray diffraction
mechanochemistry
pore structure
microcrystalline morphology
分类号
TK223 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
在Si和GaAs衬底上分子束外延CdTe的晶格应变
3
作者
王元樟
陈路
巫艳
吴俊
于梅芳
方维政
何力
机构
中国科学院上海技术物理研究所功能材料与器件研究中心
出处
《人工晶体学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005年第4期729-733,共5页
基金
国家自然科学基金(No.60221502)
中国科学院上海技术物理所创新项目资助
文摘
本文利用高分辨率多重晶多重反射X射线衍射技术对分子束外延CdTe(211)B/Si(211)与CdTe(211)B/GaAs(211)B材料的CdTe外延薄膜进行了倒易点二维扫描,并通过获得的倒易点二维图,对CdTe缓冲层的应力和应变状况进行了分析。研究显示,对于一定厚度的CdTe外延薄膜,在从生长温度280℃降至室温20℃的过程中,由于和衬底存在热膨胀系数的差异,将在外延薄膜中产生热应力,使外延薄膜发生应变,并且这种应变取代了失配应变,在晶格畸变中占据主导地位。对于Si衬底,热应变表现为张应力;对于GaAs衬底,热应变表现为压应力。该研究结果对于进一步优化在大失配的异质衬底上外延同Hg1-xCdxTe材料晶格匹配的Cd1-yZnyTe材料的Zn组分具有指导意义。
关键词
CdTe/GaAs
CdTe/Si
热应变
高分辨率
多重晶多重反射
x
射线
衍射
分子束外延
Keywords
CdTe/GaAs
CdTe/Si
thermal strain
high-resolution multi-crystal multi-reflection
x
-ray diffraction （HRMCMR
x
D）
molecular-beam epita
x
y （MBE）
分类号
O47 [理学—半导体物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于XRD和PL光谱分析的InGaAs/GaAs量子阱生长温度依赖性研究
李博
马淑芳
阳智
程睿思
刘思敏
王嘉惠
郝晓东
尚林
仇伯仓
董海亮
韩丹
许并社
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
气流粉碎过程机械力化学效应对煤粉微晶结构的影响
杨秀超
陈国庆
周子宁
吴昉
刘建国
刘加勋
《中国电机工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
3
在Si和GaAs衬底上分子束外延CdTe的晶格应变
王元樟
陈路
巫艳
吴俊
于梅芳
方维政
何力
《人工晶体学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2005
0
在线阅读
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职称材料
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