液相外延

摘要： 金属-有机框架(MOFs)作为一种无机-有机杂化材料,由于其结构的多样性和独特的功能而在众多领域有着潜在的应用价值。尤其是液相外延层层组装的MOFs薄膜(称为表面配位MOFs薄膜,SURMOFs)因其具有可控的厚度、优选的生长取向以及均匀的表面等优点备受关注。本文总结了液相外延(LPE)层层组装MOFs薄膜的技术方法,如层层浸渍法、层层泵式法、层层喷雾法、层层旋涂法等组装方法,并介绍了经典的SURMOF HKUST-1的层层组装策略以及其在光致发光、光致变色、光催化以及电催化方面的相关应用。HKUST-1是经典的SURMOF材料之一,在光电领域具有广泛的应用,SURMOF HKUST-1具有以下独特的性能:可以作为发光载体实现良好的光学性能;具有独特的Cu催化活性位点的优势,有效地降解水中的污染物;因其具有介电特性而在电子器件方面有着潜在的应用。虽然HKUST-1在许多方面均具有独特的性能,但也面临着一些挑战:需要将薄膜的合成步骤简单化;薄膜结构和电催化行为间的机理也需要进一步的研究;降低HKUST-1的内阻的方法也需要进行改进。SURMOFs在大规模工业应用和扩展到其它未探索的领域还任重道远。

摘要： 随着大面阵红外探测器技术研究越来越深入,大尺寸红外探测器材料技术成为制约红外探测器技术发展的重要环节。本文介绍了Sofradir公司、Teledyne公司、Raytheon公司、AIM公司红外探测器材料研究的现状,从生长方式、衬底选择等方向分析大尺寸碲镉汞材料研究现状与趋势。

摘要： 随着光通信技术与光子集成电路的发展,非互易性器件作为光通信系统中重要的组成部分得到了越来越广泛的研究与应用。基于磁光效应制成的磁光隔离器和环行器是目前应用最为广泛的非互易性器件,为了将非互易性器件整块集成在硅片上,需制备性能与块状磁光材料相当的磁光薄膜。在近红外通信波段(1550 nm),以钇铁石榴石(Y_(3)Fe_(5)O_(12),YIG)为代表的稀土铁石榴石(RIG)具备优良的磁光效应,是最具应用前景的磁光材料之一。研究发现,使用稀土离子对YIG薄膜进行掺杂可以有效改善其磁光性能,尤其是Bi ^(3+)和Ce ^(3+)掺杂的YIG表现出巨法拉第效应。本文首先介绍了法拉第效应原理,介绍了三种常见磁光薄膜的生长方法,回顾了近年来的主要研究成果,介绍了磁光薄膜在光隔离器和环行器中的应用,最后对磁光薄膜的未来发展趋势进行了展望。

摘要： 林兰英,1928年2月7日出生于福建福田,是半导体材料科学家,中国科学院院士,中国科学院半导体研究所研究员。在锗单晶、硅单晶、砷化镓单晶和高纯锑化铟单晶和制备及性质等研究方面获得成果,其中砷化镓气相和液相外延单晶的纯度及电子迁移率,均曾达到国际先进水平。

摘要： 铋取代石榴石(Bi:YIG)薄膜具有较大的比法拉第旋角,且可通过调控其易磁化轴垂直于薄膜表面和降低材料饱和磁化强度,使其可工作在较小外加磁场下,进而满足磁光器件小型化、节能化的发展需求.本文基于对石榴石薄膜磁各向异性的理论分析,采用液相外延(liquid-phase epitaxy,LPE)法在钆镓石榴石(gadoli-nium gallium garnet,GGG)基底上制备了单晶(BiTm)3(GaFe)5O12膜,并研究了其磁各向异性性能.研究发现,当外延膜厚度大于1μm时,形状各向异性对磁各向异性产生的影响可以忽略;随着生长温度的上升,进入薄膜组分的Bi3+离子数量逐渐减少,薄膜晶格常数逐渐减小,薄膜的受力状态从压应力状态逐渐变为张应力;相较于生长感生各向异性,应力诱导的各向异性在磁各向异性的变化中占主导地位.(BiTm)3(GaFe)5O12膜的Verdet常数为11.8×104 rad/Tm@1064 nm,是常用磁光材料TGG的3000倍;其外加工作磁场小于200 Oe,有利于实现磁光器件的小型化和薄膜化.

摘要： 讨论了液相外延生长过程中外延层厚度与生长条件的关系.在生长速率决定于溶质扩散的前提下,推导出了外延层厚度的卷积表达式.利用这一表达式,可以得出不同液相外延工艺中外延层厚度与生长时间、冷却速率的关系.并且,外延层厚度的卷积算法可以应用于更为复杂的生长条件,例如:非均匀的降温速率、非线性的液相线形状以及有限的生长溶液等.

摘要： 极化效应会导致GaN基发光器件的效率降低,因此关于非极性和半极性GaN单晶的研究受到了广泛关注。为了进一步探究不同极性GaN的发光特性和杂质掺入的内在机理,本文利用钠助熔剂法侧向生长出的不同极性面的GaN单晶作为研究对象,对比了不同极性面的光学性质及杂质掺入特点,讨论了黄光带(YL)峰的起源及其影响因素。首先利用阴极荧光(CL)、光致发光(PL)对液相外延(LPE)法生长的不同极性方向的GaN的光学性质进行了研究。结果表明,不同的生长极性面会显露出不同的光学特性。朝着侧向生长的[1122]和[1120]GaN的CL和PL特性相似,但与[0001]GaN的光谱有较大差异。PL杂质峰包含两个肩峰peak 1(2.2 eV)和peak 2(2.6 eV),在不同极性面中强度占比各不相同,推测分别与C_(N)O_(N)和C_(N)缺陷的0/+能级的跃迁有关。通过SIMS元素分析,C元素分布较为均匀,O元素分布存在较大差异,在[1122]区域沿着生长方向O含量逐渐增加,结合PL中2.2 eV处峰的强度增加,进一步证明了2.2 eV处的峰强与O含量存在正相关性。

摘要： 近十年碲镉汞第二代红外焦平面探测器应用呈现爆发式增长,也是第三代焦平面技术快速发展的十年.文中对近十年来碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展进行了简单的回顾,并结合碲镉汞红外焦平面探测器的应用,对在碲镉汞红外焦平面探测器技术方面的研究工作和工程应用进行了总结,最后,对未来碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展进行了展望.

摘要： 探索了一种准确测量过冷度的实验方法,并在此基础上,利用光学显微镜、傅里叶红外透射光谱仪、台阶仪、白光干涉仪等测试手段分析了过冷度对HgCdTe薄膜厚度均匀性的影响.研究结果表明,过冷度小于2°C,薄膜容易出现中心凹陷、四周凸起的现象;过冷度大于3°C,薄膜中心将会明显凸起,出现宽度为毫米级的周期性起伏,并伴随有crosshatch线产生.当过冷度为2.5°C时,薄膜厚度极差可缩小至0.5 μm,0.5 mm×0.5 mm范围内薄膜相对于衬底的粗糙度增加量为9.07 nm.

摘要： 本研究采用液相外延方法,在碲锌镉衬底上进行碲锌镉薄膜缓冲层生长的情况,并且采用X光双晶衍射仪、X光形貌仪、红外傅里叶光谱仪、二次离子质谱仪等手段对碲锌镉薄膜进行了表征,碲锌镉薄膜具有较好地组分及均匀性,晶体结构质量也较好。采用碲锌镉缓冲结构生长了碲镉汞液相外延片,其碲锌镉与碲镉汞薄膜界面附近的杂质得到了有效的控制。

摘要： 本文阐述了采用Si基复合衬底,利用液相外延方法成功进行中波碲镉汞薄膜生长的情况,并且采用X光双晶衍射、X光形貌、红外付立叶光谱仪等手段对碲镉汞薄膜进行了表征。Si基复合衬底碲镉汞外延膜晶体结构为单晶,并且它的双晶衍射半峰值接近国外同类产品的先进水平。

摘要： 液相外延生长中的外延层晶体表面会出现条纹,大大降低了晶体的成材率.本文通过用红外透射谱和均匀腐蚀的方法测量了同一HgCdTe外延薄膜在不同层厚时的红外透射光谱,显示样品在靠近衬底的两微米范围内存在一个急剧变化的梯度区,这表明在外延生长后期的相变层中存在分层流,而正是分层流中的内波造成了外延层晶体表面的条纹.数学模型和量级估计很好地支持了此内波成因说,并且通过数据计算和实验结果指出,将生长晶体控制在一定厚度内就不容易产生条纹.

摘要： 半导体工艺中的扩散、氧化、外延等工艺对温度的要求均十分严格,特别是液相外延,不仅要求控温精度高、单点稳定性好,而且在工艺过程中还要求恒温区能够随工艺过程实现平移,并且要求温度过冲小、稳定快.内、外热偶串级温度控制技术由于采用的是以工艺片附近真实工艺温度为控制对象,配以全工艺温度段的PID参数优化组合、跟踪调节运用,从而克服了常规温控方式在温度变化时反应滞后、温度波动大的缺点,以其精确控制和快响应速度较好地实现了热场的高精度、高稳定性.

摘要： GaAs太阳能电池由于其性能优越,成为了光伏领域的发展重点.本文主要介绍了砷化镓太阳能电池的特点,比较了液相外延(LPE)和金属有机物化学气相沉积(MOCVD)两种外延生长技术,叙述了单结、双结、多结GaAs太阳电池的结构、性能、研制及生产情况,分析了GaAs太阳电池的发展方向,并对砷化镓太阳能电池的发展趋势进行了展望.

摘要： 本文采用富Te水平推舟液相外延工艺在CdZnTe衬底上生长了HgCdTe外延薄膜，研究了外延薄膜/衬底晶格失配度、X光衍射貌相、红外焦平面器件探测率三者之间的关系。对于HgCdTe外延层的X光衍射貌相我们将其大致分为五类,分别是Crosshatch貌相、混合貌相、均匀背景貌相、Mosaic貌相以及由衬底质量问题引起的沟壑状貌相,采用Crosshatch貌相和混合貌相材料所制备的红外焦平面器件,平均来说其探测率(D*)较高。X射线双轴衍射的实验结果表明,当外延层与衬底的晶格失配度为～0.03％时,外延层会呈现明显的Crosshatch貌相；而当失配度减小时,会逐渐呈现出混合貌相、均匀背景貌相、直至失配度为负值时呈现Mosaic貌相。因此,对于特定截止波长的HgCdTe焦平面器件,可以通过控制HgCdTe/CdZnTe之间的失配,生长出符合我们要求的貌相的碲镉汞外延材料,从而来提高焦平面器件的性能。

摘要： 在LaAlO3(001)、MgO(001)、SrTiO3(001)衬底以及SrTiO3(001)/PZT(001)种膜上用液相外延方法生长了PZNT薄膜.生长结果表明:在LaAlO3(001)基片PZNT晶粒以三维岛状自发生长,薄膜中有大量的焦绿石异相;在MgO(001)和SrTiO3(001)衬底上,为三维岛状异质外延生长,薄膜中焦绿石异相几乎消失;引入[001]取向的PZT种膜后,岛状三维生长变为二维生长,显著改善了外延膜的质量,获得了完整的PZNT膜.分析了衬底取向对紧邻层纳米尺寸范围的晶粒形成,薄膜晶粒的发育,克服薄膜中异相形成等的影响,总结了获得完整PZNT薄膜的生长条件.

摘要： 文通过用红外透射谱和均匀腐蚀的方法测量了同一HgCdTe外延薄膜在不同层厚时的红外透射光谱,显示样品在靠近衬底的两微米范围内存在一个急剧变化的梯度区,这表明在外延生长后期的相变层中存在分层流,而正是分层流中的内波造成了外延层晶体表面的条纹.数学模型和量级估计很好地支持了此内波成因说,并且通过数据计算和实验结果指出,将生长晶体控制在一定厚度内就不容易产生条纹.

摘要： Ⅲ-Ⅴ族化合物InAs1-xSbx是制备中长波红外发光器和探测器的重要材料.本文采用水平滑移石墨舟液相外延(LPE)生长技术在n型(100)InAs衬底上生长了InAs1-xSbx薄膜,研究了其微观结构和光学性质.X射线衍射(XRD)表明外延膜为结构完整的(100)取向单晶.采用扫描电镜(SEM)研究了薄膜的表面形貌.能量色散谱(EDS)研究结果表明薄膜表面元素分布均匀.在1.5～5.5eV光子能量范围用紫外-可见光椭圆偏振光谱仪(SE)测量了室温介电函数谱ε(E),在E1、E1+Δ1和E2临界点ε(E)谱出现了峰值结构,用阻尼谐振子模型(DHO)对ε(E)进行了拟合.结果表明:实验数据与模型吻合得非常好,E1和E1+Δ1跃迁为M1型临界点,分别对应于Λ5v→Λ6c和L6v→L6c跃迁,E2跃迁是由于M1型和M2型鞍点能量简并引起的,发生在布里渊区的Σ或Δ轴.随着Sb组分的增大,E1和E2峰向低能量方向移动,自旋分裂能(Δ1)向高能量方向移动,表明电子自旋轨道(SO)相互作用增强.

摘要： 文章报导了采用液相外延(LPE)生长P型材料、B离子注入成结、全干法深台面刻蚀、深台面侧向钝化及电极引出技术制备出中波320 × 256HgCdTe微台面阵列结构,其相元中心距为30μm,截止波长为5.0μm.

摘要： 本发明降低单晶碳化硅的液相外延生长所需要的成本。供料件（11），通过含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层的X射线衍射，作为与结晶多型为3C的多晶碳化硅对应的衍射峰，观察到与（111）晶面对应的衍射峰和与（111）晶面对应的衍射峰以外的衍射峰。种晶件（12），通过含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层的X射线衍射，作为与结晶多型为3C的多晶碳化硅对应的衍射峰，观察到与（111）晶面对应的一级衍射峰，观察不到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10%以上的衍射强度的其他的一级衍射峰。

摘要： 本发明提供一种廉价的碳化硅液相外延生长用种晶件。单晶碳化硅液相外延生长用种晶件（12）具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层。通过表层的X射线衍射，作为与结晶多型为3C的多晶碳化硅对应的衍射峰，观察到与（111）晶面对应的一级衍射峰，观察不到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10%以上的衍射强度的其他的一级衍射峰。

摘要： 本发明提供廉价的碳化硅液相外延生长用种晶件。单晶碳化硅液相外延生长用种晶基板12具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层。通过表层的使激发波长为532nm的拉曼分光解析，作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的衍射峰，观察到T0峰和L0峰以外的峰。

摘要： 本发明公开了一种用于液相外延生长的石墨舟及液相外延生长方法，所述石墨舟包括按照顺序从下到上布置的底托、滑条、母液槽、石墨片和上盖，其中，在滑条上设置有容纳衬底的多个衬底容纳部，使得衬底能够随着滑条沿石墨舟的纵向在底托内滑动，母液槽布置在滑条上方，在母液槽中具有容纳母液的多个母液容纳部，母液容纳部穿透母液槽并且其尺寸使得滑动到母液槽正下方的衬底能够与母液完全接触，从而在衬底上进行液相外延生长，并且上盖布置在母液槽和石墨片上方。石墨片被布置在母液容纳部中并覆盖容纳在母液容纳部中的母液，通过改变石墨片的孔径的预定布置方式可以改变母液中的材料的挥发速度。

摘要： 本发明公开了一种水平液相外延石墨舟，包括至少一个刮除装置，拉动滑条至第一预设位置时，刮除装置能够刮除滑条上滞留的母液；以及至少一个吸收装置，拉动滑条至第二预设位置时，吸收装置能够吸收滑条上滞留的母液；并且拉动滑条时，滑条先滑动至衬底槽与母液滞留槽对中的位置，再滑动至第一预设位置，最后滑动至第二预设位置。碲镉汞母液在衬底上生长出碲镉汞薄膜；拉动滑条至第一预设位置，刮除装置将滞留在滑条上的碲镉汞母液刮除；再拉动滑条至第二预设位置，吸收装置将碲镉汞母液吸收；在刮除装置和吸收装置的双重作用下，减少残留的碲镉汞母液，提高碲镉汞薄膜的质量。本发明还公开了一种水平液相外延生长系统、外延方法和生长方法。

摘要： 本发明公开了一种用于液相外延生长的石墨舟及液相外延生长方法，所述石墨舟包括按照顺序从下到上布置的底托、滑条、母液槽、石墨片和上盖，其中，在滑条上设置有容纳衬底的多个衬底容纳部，使得衬底能够随着滑条沿石墨舟的纵向在底托内滑动，母液槽布置在滑条上方，在母液槽中具有容纳母液的多个母液容纳部，母液容纳部穿透母液槽并且其尺寸使得滑动到母液槽正下方的衬底能够与母液完全接触，从而在衬底上进行液相外延生长，并且上盖布置在母液槽和石墨片上方。石墨片被布置在母液容纳部中并覆盖容纳在母液容纳部中的母液，通过改变石墨片的孔径的预定布置方式可以改变母液中的材料的挥发速度。

摘要： 本发明降低单晶碳化硅的液相外延生长所需要的成本。供料件（11），通过含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层的X射线衍射，作为与结晶多型为3C的多晶碳化硅对应的衍射峰，观察到与（111）晶面对应的衍射峰和与（111）晶面对应的衍射峰以外的衍射峰。种晶件（12），通过含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层的X射线衍射，作为与结晶多型为3C的多晶碳化硅对应的衍射峰，观察到与（111）晶面对应的一级衍射峰，观察不到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10%以上的衍射强度的其他的一级衍射峰。

摘要： 本发明提供一种廉价的碳化硅液相外延生长用种晶件。单晶碳化硅液相外延生长用种晶件（12）具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层。通过表层的X射线衍射，作为与结晶多型为3C的多晶碳化硅对应的衍射峰，观察到与（111）晶面对应的一级衍射峰，观察不到具有与（111）晶面对应的一级衍射峰的衍射强度的10%以上的衍射强度的其他的一级衍射峰。

摘要： 本发明提供廉价的碳化硅液相外延生长用种晶件。单晶碳化硅液相外延生长用种晶基板12具有含有结晶多型为3C的多晶碳化硅的表层。通过表层的使激发波长为532nm的拉曼分光解析，作为源自结晶多型为3C的多晶碳化硅的衍射峰，观察到T0峰和L0峰以外的峰。

摘要： 本发明公开了一种水平液相外延石墨舟、生长系统、外延方法及生长方法。该水平液相外延石墨舟包括底托；衬底放置板，衬底放置板设有衬底槽；母液存放板，母液存放板设有母液槽，母液槽与衬底槽在纵向对齐；滑动设置于衬底放置板与母液存放板之间的滑条，滑条上设有母液陷落通道，滑条位于第一位置时，母液陷落通道连通母液槽与衬底槽，滑条位于第二位置时，滑条将母液槽和衬底槽隔断；以及设置于母液存放板上的盖板。该水平液相外延石墨舟在外延生长过程中衬底槽的位置始终不发生变化，母液槽和衬底槽在纵向对齐，使得母液和衬底在纵向始终处于同一温度场中，减小了母液和衬底之间的温度差异，提高了温场均匀性，提高了薄膜材料的均匀性。