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全无机卤化物钙钛矿薄膜外延生长研究进展
1
作者 单衍苏 李兴牧 +2 位作者 王霞 吴德华 曹丙强 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第7期1208-1220,共13页
全无机卤化物钙钛矿作为一种具有可调节带隙的半导体材料,其热稳定性和光稳定性优于有机-无机杂化钙钛矿,近年来已在太阳能电池、紫外-可见光探测器、发光二极管等领域引发广泛关注,有望成为推动高性能光电器件产业化的关键材料。外延... 全无机卤化物钙钛矿作为一种具有可调节带隙的半导体材料,其热稳定性和光稳定性优于有机-无机杂化钙钛矿,近年来已在太阳能电池、紫外-可见光探测器、发光二极管等领域引发广泛关注,有望成为推动高性能光电器件产业化的关键材料。外延生长技术通过构建晶格匹配的异质界面可生长高质量的晶体薄膜,结合应变工程可对薄膜材料光电性能精准调控,已成为半导体器件制造领域的核心技术路径。随着全无机卤化物钙钛矿材料向商业光电子器件领域的拓展,精准调控薄膜结晶质量、降低缺陷态密度及优化界面特性成为该领域的关键技术瓶颈问题。本综述阐述了卤化物钙钛矿的材料结构及外延生长的基本原理,按照制备方法和衬底晶格匹配程度,分类讨论了全无机卤化物钙钛矿薄膜的外延生长工作。最后,展望了钙钛矿外延的未来方向,希望通过原位生长监测、精确的界面结构表征和规模化制造,进一步提高全无机卤化物钙钛矿的器件性能和应用。 展开更多
关键词 全无机卤化物钙钛矿 半导体 薄膜质量 外延生长 光电器件
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生长条件对AlGaN/GaN HEMT势垒层表面形貌及二维电子气迁移率的影响(英文)
2
作者 张恒 曲爽 +2 位作者 王成新 胡小波 徐现刚 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3799-3803,共5页
使用金属有机化学气相沉积法生长了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管。研究了生长压力和载气组分对AlGaN势垒层及AlGaN高电子迁移率晶体管二维电子气迁移率的影响。原子力显微镜(AFM)光谱和SEM-EDS用于表征外延层的质量。结果表明随着反应... 使用金属有机化学气相沉积法生长了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管。研究了生长压力和载气组分对AlGaN势垒层及AlGaN高电子迁移率晶体管二维电子气迁移率的影响。原子力显微镜(AFM)光谱和SEM-EDS用于表征外延层的质量。结果表明随着反应室压力从50torr提高到200torr,AlGaN势垒层的表面形貌先变好,随后开始变差。在反应室压力100torr情况下得到最好的表面形貌。同时发现在生长AlGaN势垒层时,同时适当的氢气会提高AlGaN层的质量。在反应室压力100torr、氢气组分59%时得到AlGaN HEMT的最大二维电子气迁移率为1545 cm2/V·s。 展开更多
关键词 氮化镓 表面形貌 二维电子气 迁移率
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AlGaN成核层对SiC衬底外延GaN薄膜应力及缺陷影响的研究 被引量：3
3
作者 徐明升 胡小波 徐现刚 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1346-1350,共5页
研究了成核层生长条件对SiC衬底上GaN薄膜晶体质量和剩余应力的影响。采用AlGaN成核层并提高其生长温度,能明显降低SiC衬底上GaN外延层的缺陷密度和剩余应力。GaN薄膜的高分辨XRD摇摆曲线(0002)和(10-12)面的半峰宽达到161 arcsec和244 ... 研究了成核层生长条件对SiC衬底上GaN薄膜晶体质量和剩余应力的影响。采用AlGaN成核层并提高其生长温度,能明显降低SiC衬底上GaN外延层的缺陷密度和剩余应力。GaN薄膜的高分辨XRD摇摆曲线(0002)和(10-12)面的半峰宽达到161 arcsec和244 arcsec,拉曼频移达到567.7 cm-1。成核层的原子力显微镜结果显示GaN薄膜的晶体质量随着成核岛密度的降低而提高。 展开更多
关键词 SIC衬底 GAN薄膜 AlGaN成核层 应力 晶体质量
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高可靠性无铝有源层808 nm半导体激光器泵浦源 被引量：1
4
作者 刘鹏 朱振 +3 位作者 陈康 王荣堃 夏伟 徐现刚 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第4期757-761,共5页
针对高功率808 nm激光器泵浦源的应用需求,设计并制备了InGaAsP/GaInP材料体系的无铝有源区半导体激光器。使用双非对称的限制层及波导层结构,降低了P侧材料的热阻及光吸收。优化了金属有机化学气相沉积(MOCVD)中As和P混合材料的生长条... 针对高功率808 nm激光器泵浦源的应用需求,设计并制备了InGaAsP/GaInP材料体系的无铝有源区半导体激光器。使用双非对称的限制层及波导层结构,降低了P侧材料的热阻及光吸收。优化了金属有机化学气相沉积(MOCVD)中As和P混合材料的生长条件,制备出界面陡峭的四元InGaAsP单晶外延薄膜。制作的激光器室温测试阈值电流为1.5 A,斜率效率为1.26 W/A,10 A下的功率达到10.5 W,功率转换效率为58%。连续电流测试最大功率为23 W@24.5 A,准连续电流测试最大功率为54 W@50 A,没有产生灾变性光学损伤(COD)。在15 A电流加速老化下,激光器工作4200 h未出现功率衰减及COD现象,说明制备的无铝有源区808 nm激光器具有高可靠性的输出性能。 展开更多
关键词 无铝材料 高可靠性 INGAASP 808 nm 非对称 泵浦源 半导体激光器
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局域耦合效应在GaInP太阳电池中的应用
5
作者 左致远 夏伟 +1 位作者 王钢 徐现刚 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期812-816,共5页
近年来,局域耦合效应在光电转换器件中的应用受到广泛关注,在发光二极管以及硅基太阳电池中的基础与应用研究成为本领域的研究热点。然而局域耦合效应在宽禁带材料体系太阳电池中的应用仍未见系统报道。研究中利用溅射与热退火的手段在G... 近年来,局域耦合效应在光电转换器件中的应用受到广泛关注,在发光二极管以及硅基太阳电池中的基础与应用研究成为本领域的研究热点。然而局域耦合效应在宽禁带材料体系太阳电池中的应用仍未见系统报道。研究中利用溅射与热退火的手段在GaInP太阳电池表面成功制备了粒径与占空比可控的Au/半导体纳米异质结构,并对其退火前后的形貌进行了系统分析,后续对纳米异质结构的光学吸收现象及局域耦合效应的内在机制进行了探讨。最终,通过反射光谱的表征,在Au溅射时间为20 s和30 s样品中分别得到了2.2%和5.5%的光吸收增强。该研究提出的局域耦合效应在GaInP太阳电池中的应用,为改善GaInP太阳电池的表面吸收效率提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 局域耦合 GaInP太阳电池 等离激元 光吸收 光电转换效率
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翠绿宝石固体激光器研究进展(特邀) 被引量：4
6
作者 赵智刚 关晨 +6 位作者 丛振华 张行愚 朱振 王世武 聂奕 刘杨 刘兆军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期77-105,共29页
翠绿宝石晶体是一种性能优良的宽带可调谐激光增益介质,具有荧光寿命长、饱和能量密度高、吸收带宽较宽以及热机械性能优良等特点.除闪光灯外,翠绿宝石晶体还可以使用蓝光激光二极管、红光激光二极管、绿光激光器、黄光激光器等多种可... 翠绿宝石晶体是一种性能优良的宽带可调谐激光增益介质,具有荧光寿命长、饱和能量密度高、吸收带宽较宽以及热机械性能优良等特点.除闪光灯外,翠绿宝石晶体还可以使用蓝光激光二极管、红光激光二极管、绿光激光器、黄光激光器等多种可见光光源进行泵浦.随着激光二极管技术的成熟及其商业化应用,利用红光激光二极管泵浦的翠绿宝石激光器逐渐成为固体激光领域的研究热点.本文首先介绍了翠绿宝石晶体的各种特性,并着重对基于闪光灯以及各类激光二极管泵浦的翠绿宝石激光器在国内外的发展进行综述,包括翠绿宝石连续激光、翠绿宝石调Q激光、翠绿宝石锁模激光、以及基于翠绿宝石的紫外激光.最后,阐述了翠绿宝石激光光源在医疗、雷达、显微等领域中的应用并对其未来发展提出了展望. 展开更多
关键词 激光器 翠绿宝石激光器 二极管泵浦 全固态激光器 可见光激光器 可调谐激光器 闪光灯泵浦 翠绿宝石晶体
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SiC衬底上生长的GaN外延层的高分辨X射线衍射分析 被引量：3
7
作者 于国建 徐明升 +1 位作者 胡小波 徐现刚 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1017-1022,共6页
通过高分辨X射线衍射(HRXRD)技术,对金属有机化合物气相外延(MOCVD)生长的GaN外延膜及SiC衬底的相对取向,晶格常数和应力情况,位错密度等进行了分析。分析表明,GaN和SiC具有一致的a轴取向,GaN外延层弛豫度超过90%,GaN外延层的晶格常数... 通过高分辨X射线衍射(HRXRD)技术,对金属有机化合物气相外延(MOCVD)生长的GaN外延膜及SiC衬底的相对取向,晶格常数和应力情况,位错密度等进行了分析。分析表明,GaN和SiC具有一致的a轴取向,GaN外延层弛豫度超过90%,GaN外延层的晶格常数与体块材料相近,在GaN中存在压应力,SiC衬底和GaN外延层中的位错密度分别为107和108量级。 展开更多
关键词 高分辨X射线衍射 SIC衬底 GAN外延层
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MOCVD生长的GaN基LED的应力分析(英文)
8
作者 张恒 曲爽 +2 位作者 王成新 胡小波 徐现刚 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3811-3815,共5页
使用金属有机化学气相沉积法在c轴蓝宝石衬底上制作了GaN基LED。研究了外延层厚度和n型层的生长速率对整个外延弯曲度、翘曲度及应力的影响。光致发光(PL)光谱、FM100及拉曼(Raman)用于表征样品的特性。结果表明通过减薄外延层的厚度和... 使用金属有机化学气相沉积法在c轴蓝宝石衬底上制作了GaN基LED。研究了外延层厚度和n型层的生长速率对整个外延弯曲度、翘曲度及应力的影响。光致发光(PL)光谱、FM100及拉曼(Raman)用于表征样品的特性。结果表明通过减薄外延层的厚度和降低n型层的生长速率,弯曲度、翘曲度及应力均得到有效的降低。与此同时,外延片的波长均匀性得到了进一步的提高。 展开更多
关键词 氮化镓 金属有机化学气相沉积法 翘曲度
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深紫外AlGaN基多量子阱结构中载流子辐射复合的局域特征 被引量：2
9
作者 邓建阳 贺龙飞 +5 位作者 武智波 李睿 徐明升 王成新 徐现刚 冀子武 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1974-1980,共7页
利用磁控溅射和金属有机化学气相沉积方法在c面蓝宝石衬底上生长了深紫外Al_(0.38)Ga_(0.62)N/Al_(0.55)Ga_(0.45)N多量子阱结构,并对其荧光(PL)谱进行了测量。其PL谱的激发密度依赖性测量结果表明,该量子阱的辐射过程包含了局域载流子... 利用磁控溅射和金属有机化学气相沉积方法在c面蓝宝石衬底上生长了深紫外Al_(0.38)Ga_(0.62)N/Al_(0.55)Ga_(0.45)N多量子阱结构,并对其荧光(PL)谱进行了测量。其PL谱的激发密度依赖性测量结果表明,该量子阱的辐射过程包含了局域载流子的散射、极化场的屏蔽和局域态的填充效应;其PL谱的温度依赖性测量结果则表明,该量子阱的辐射过程包含了局域载流子的弛豫、局域载流子的热激发和自由载流子的常规热化效应。这个现象(即多种辐射复合过程的存在)在低温和弱激发测试条件下尤为显著,并且表现出该量子阱结构具有显著的局域深度非均一性和载流子的局域效果,是浅局域载流子的散射效应和深局域态的载流子填充效应共同作用所致。在较低的温度范围内,随着温度升高,该量子阱的辐射过程是由浅局域载流子的弛豫效应和深局域载流子的热激发效应共同作用的结果。这些行为被归因于阱宽起伏所诱发的局域深度的非均一性和载流子的局域效果。 展开更多
关键词 深紫外LED AlGaN多量子阱 光致发光 载流子局域效应
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