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衬底温度对Si(111)衬底上MBE异质外延3C-SiC薄膜的影响 被引量:6
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作者 刘金锋 刘忠良 +2 位作者 武煜宇 徐彭寿 汤洪高 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期720-724,共5页
利用固源分子束外延(SSMBE)技术,在Si(111)衬底上异质外延生长3C-SiC单晶薄膜,通过RHEED、XRD、AFM、XPS等实验方法研究了衬底温度对薄膜结构、形貌和化学组分的影响.研究结果表明,1000℃生长的样品具有好的结晶质量和单晶性.在更高的... 利用固源分子束外延(SSMBE)技术,在Si(111)衬底上异质外延生长3C-SiC单晶薄膜,通过RHEED、XRD、AFM、XPS等实验方法研究了衬底温度对薄膜结构、形貌和化学组分的影响.研究结果表明,1000℃生长的样品具有好的结晶质量和单晶性.在更高的衬底温度下生长,会导致大的孔洞形成,衬底和薄膜间大的热失配使降温过程中薄膜内形成更多位错,从而使晶体质量变差.在低衬底温度下生长,由于偏离理想的化学配比也会导致薄膜的晶体质量降低. 展开更多
关键词 碳化硅薄膜 硅衬底 固源分子束外延 衬底温度
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Si(111)衬底上多层石墨烯薄膜的外延生长 被引量:5
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作者 李利民 唐军 +4 位作者 康朝阳 潘国强 闫文盛 韦世强 徐彭寿 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期472-476,共5页
利用固源分子束外延(SSMBE)技术,在Si(111)衬底上沉积碳原子外延生长石墨烯薄膜,通过反射式高能电子衍射(RHEED)、红外吸收谱(FTIR)、拉曼光谱(RAMAN)和X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)等手段对不同衬底温度(400、600、700、800℃)生长的... 利用固源分子束外延(SSMBE)技术,在Si(111)衬底上沉积碳原子外延生长石墨烯薄膜,通过反射式高能电子衍射(RHEED)、红外吸收谱(FTIR)、拉曼光谱(RAMAN)和X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)等手段对不同衬底温度(400、600、700、800℃)生长的薄膜进行结构表征.RAMAN和NEXAFS结果表明:在800℃下制备的薄膜具有石墨烯的特征,而400、600和700℃生长的样品为非晶或多晶碳薄膜.RHEED和FTIR结果表明,沉积温度在600℃以下时C原子和衬底Si原子没有成键,而衬底温度提升到700℃以上,沉积的C原子会先和衬底Si原子反应形成SiC缓冲层,且在800℃沉积时缓冲层质量较好.因此在Si衬底上制备石墨烯薄膜需要较高的衬底温度和高质量的SiC缓冲层. 展开更多
关键词 固源分子束外延 SI(111)衬底 石墨烯薄膜
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不同衬底温度下预沉积Ge对SiC薄膜生长的影响 被引量:5
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作者 刘忠良 唐军 +3 位作者 任鹏 刘科 徐彭寿 潘国强 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期423-426,共4页
分别在未沉积Ge和不同衬底温度(300、500、700℃)沉积Ge条件下,利用固源分子束外延(SSMBE)技术在Si衬底上外延SiC薄膜。通过反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等仪器对样品进行... 分别在未沉积Ge和不同衬底温度(300、500、700℃)沉积Ge条件下,利用固源分子束外延(SSMBE)技术在Si衬底上外延SiC薄膜。通过反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等仪器对样品进行测试。测试结果表明,预沉积Ge的样品质量明显好于未沉积Ge的样品,而且随着预沉积温度的升高,薄膜的质量在逐渐地变好。 展开更多
关键词 碳化硅 反射高能电子衍射 固源分子束外延 预沉积温度
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蒸发速率对Si衬底上SSMBE外延SiC薄膜的影响 被引量:2
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作者 刘忠良 刘金锋 +1 位作者 任鹏 徐彭寿 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期299-302,共4页
采用固源分子束外延(SSMBE)生长技术,用不同的蒸发速率,在Si(111)衬底上生长SiC薄膜。利用反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等实验技术,对生长的样品的形貌和结构进行研究。结果表明,在优化的蒸发速率(1.0... 采用固源分子束外延(SSMBE)生长技术,用不同的蒸发速率,在Si(111)衬底上生长SiC薄膜。利用反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等实验技术,对生长的样品的形貌和结构进行研究。结果表明,在优化的蒸发速率(1.0 nm.min-1)下,所生长的薄膜质量最好。低的蒸发速率(0.25 nm.min-1)难以抑制孔洞的形成,衬底的Si原子可通过这些孔洞扩散到样品表面,导致结晶质量变差。在高的蒸发速率(1.8 nm.min-1)下,以岛状方式生长甚至以团簇聚集,表面的原子难以迁移到最佳取向的平衡位置,导致样品表面粗糙度变大,薄膜的结晶质量变差,甚至出现多晶。 展开更多
关键词 蒸发速率 碳化硅 硅衬底 固源分子束外延
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衬底温度对Al2O3(0001)表面外延6H-SiC薄膜的影响 被引量:3
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作者 刘忠良 康朝阳 +1 位作者 唐军 徐彭寿 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期306-311,共6页
采用固源分子束外延技术,以α-Al2O3(0001)为衬底,在不同衬底温度下制备了6H-SiC薄膜。利用反射式高能电子衍射、原子力显微镜、X射线衍射对生长样品的结构和结晶质量进行了表征。结果表明:在衬底温度为1 100℃时生长的薄膜质量较好,在... 采用固源分子束外延技术,以α-Al2O3(0001)为衬底,在不同衬底温度下制备了6H-SiC薄膜。利用反射式高能电子衍射、原子力显微镜、X射线衍射对生长样品的结构和结晶质量进行了表征。结果表明:在衬底温度为1 100℃时生长的薄膜质量较好,在较低温度(1 000℃)和较高温度(1 200℃)条件下生长的薄膜质量较差。同时发现,衬底温度为1 000℃时生长的薄膜面内存在拉应变,随着衬底温度的升高,应变转变为压应变。在衬底温度为1 100℃生长的薄膜受到的应变较小。这可能是薄膜与衬底的晶格失配和热膨胀系数差异共同作用的结果。 展开更多
关键词 碳化硅薄膜 蓝宝石衬底 固源分子束外延
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硅碳比对Si(111)表面SSMBE异质外延SiC薄膜的影响 被引量:2
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作者 刘忠良 任鹏 +1 位作者 刘金锋 徐彭寿 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期549-552,共4页
利用固源分子柬外延(SSMBE)生长技术,在不同的硅碳蒸发速率比(Si/C)条件下,在Si(111)衬底上生长SiC单晶薄膜.利用反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)等实验技术,对生长的样品形... 利用固源分子柬外延(SSMBE)生长技术,在不同的硅碳蒸发速率比(Si/C)条件下,在Si(111)衬底上生长SiC单晶薄膜.利用反射式高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)等实验技术,对生长的样品形貌和结构进行了研究.结果表明,在Si/C比(1.1:1.0)下生长的薄膜样品,XRDω扫描得到半高宽为2.1°;RHEED结果表明薄膜具有微弱的衍射环,有孪晶斑点.在Si/C比(2.3:1.0)下生长的薄膜,XRDω扫描得到的半高宽为1.5°,RHEED显示具有Si的斑点和SiC的孪晶斑点.AFM显示在这两个Si/C比下生长的样品表面都有孔洞或者凹坑,表面比较粗糙.从红外光谱得出薄膜存在着比较大的应力.但在Si/C比(1.5:1.0)下生长的薄膜样品,XRDω扫描得到的半高宽仅为1.1°;RHEED显示出清晰的SiC的衍射条纹,并可看到SiC的3×3表面重构,无孪晶斑点;AFM图像表明,没有明显的空洞,表面比较平整.FTIR谱的位置显示,在此Si/C比下生长的薄膜内应力比较小.因此可以认为,存在着一个优化的Si/C比(1.5:1.0),在这个Si/C比下,生长的薄膜质量较好. 展开更多
关键词 硅碳比 碳化硅 硅衬底 固源分子束外延
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预沉积Ge对Si(111)衬底上SSMBE外延生长SiC薄膜的影响 被引量:1
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作者 刘忠良 任鹏 +2 位作者 刘金锋 唐军 徐彭寿 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1160-1164,共5页
利用固源分子束外延(SSMBE)生长技术,在Si(111)衬底上预沉积不同厚度(0、0.2、1nm)Ge,在衬底温度900℃,生长SiC单晶薄膜.利用反射式高能电子衍射仪(RHEED)、原子力显微镜(AFM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)等实验技术,对生长的样品进行了... 利用固源分子束外延(SSMBE)生长技术,在Si(111)衬底上预沉积不同厚度(0、0.2、1nm)Ge,在衬底温度900℃,生长SiC单晶薄膜.利用反射式高能电子衍射仪(RHEED)、原子力显微镜(AFM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)等实验技术,对生长的样品进行了研究.结果表明,预沉积少量Ge(0.2nm)的样品,SiC薄膜表面没有孔洞存在,AFM显示表面比较平整,粗糙度比较小,FTIR结果表明薄膜内应力比较小.这说明少量Ge的预沉积抑制了孔洞的形成,避免衬底Si扩散,因而SiC薄膜的质量比较好.没有预沉积Ge的薄膜,结晶质量比较差,SiC薄膜表面有孔洞且有Si存在.然而预沉积过量Ge(1nm)的样品,由于Ge的岛状生长,导致生长的SiC表面粗糙度变大,结晶质量变差,甚至导致多晶产生. 展开更多
关键词 预沉积 碳化硅 硅衬底 固源分子束外延
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全固源分子束外延1.55μm波段应变补偿InAsP/InGaP多量子阱材料
8
作者 何为 郝智彪 +1 位作者 任在元 罗毅 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期579-581,共3页
利用新型全固源分子束外延技术 ,对 1.5 5 μm波段应变补偿InAsP/InGaP多量子阱材料的生长进行了研究。在InAsP阱和InGaP垒之间插入InP中间层以减小阱和垒之间较大的剪切力。通过对生长材料的X射线衍射摇摆曲线和室温光致荧光光谱的比... 利用新型全固源分子束外延技术 ,对 1.5 5 μm波段应变补偿InAsP/InGaP多量子阱材料的生长进行了研究。在InAsP阱和InGaP垒之间插入InP中间层以减小阱和垒之间较大的剪切力。通过对生长材料的X射线衍射摇摆曲线和室温光致荧光光谱的比较 ,优化生长参数 ,获得了高质量的InAsP/InP/InGaP/InP应变补偿多量子阱结构 ,阱、垒、中间层的厚度分别为 7.1,6.0 ,1.9nm的 7个周期的应变补偿多量子阱材料室温光荧光谱半高全宽为 18.2meV ,是当前文献报道的 1.5 5 μm波段的InAsP多量子阱材料的最好结果之一。 展开更多
关键词 固源分子束外延 应变补偿多量子阱 X射线衍射 光致荧光
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Si(111)衬底上3C-SiC的固源MBE异质外延生长 被引量:9
9
作者 刘金锋 刘忠良 +2 位作者 王科范 徐彭寿 汤洪高 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期5-9,共5页
国内首次利用固源分子束外延(MBE)技术,在衬底温度为1100℃时,以Si(111)为衬底成功地外延生长出了3C-SiC单晶薄膜。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)以及原位反射高能电子衍射(RHEED)等手段研究了外延薄膜的晶型、结晶质量、外延膜... 国内首次利用固源分子束外延(MBE)技术,在衬底温度为1100℃时,以Si(111)为衬底成功地外延生长出了3C-SiC单晶薄膜。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)以及原位反射高能电子衍射(RHEED)等手段研究了外延薄膜的晶型、结晶质量、外延膜与衬底的外延取向关系,并考察了薄膜制备过程中衬底的碳化对薄膜质量的影响。结果表明,外延膜与衬底晶格取向完全一致;碳化可以减小SiC和衬底Si之间的晶格失配、释放应力、引入成核中心,有利于薄膜单晶质量的提高;碳化温度存在最佳值,这一现象与成核过程有关。 展开更多
关键词 碳化硅 碳化 固源分子束外延 反射高能电子衍射
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采用As_2和As_4模式的新型全固源InAsP分子束外延生长 被引量:1
10
作者 任在元 郝智彪 +1 位作者 何为 罗毅 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期57-60,共4页
在国产分子束外延设备的基础上 ,利用新型阀控裂解 As源炉 ,对 As2 和 As4 的生长特性进行了全面的研究 .以 As2 和 As4 两种模式 ,在 (0 0 1) In P衬底上生长了高质量的 In As P体材料和 In Asy P1 - y/ In P多量子阱样品 .材料质量用 ... 在国产分子束外延设备的基础上 ,利用新型阀控裂解 As源炉 ,对 As2 和 As4 的生长特性进行了全面的研究 .以 As2 和 As4 两种模式 ,在 (0 0 1) In P衬底上生长了高质量的 In As P体材料和 In Asy P1 - y/ In P多量子阱样品 .材料质量用 X射线衍射 (XRD)以及室温和低温的光致发光 (PL)测定 .实验发现 ,两种模式生长的样品的晶体结构质量相当 ,但 As2 的吸附系数明显大于 As4 的吸附系数 .另外 ,用 As2 模式生长的多量子阱样品的室温光学特性优于As4 模式生长的样品 ,但在低温时 ,二者几乎相同 ,这是由 As4 展开更多
关键词 全固源分子束外延生长 量子阱 半导体材料
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全固源分子束外延InAsP/InGaAsP多量子阱1.55μm激光器
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作者 郝智彪 任在元 +1 位作者 何为 罗毅 《固体电子学研究与进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期189-192,共4页
利用新型全固源分子束外延技术 ,对 1 .5 5 μm波段的 In As P/ In Ga As P应变多量子阱结构的生长进行了研究。实验表明 ,较低的生长温度或较大的 / 束流比有利于提高应变多量子阱材料的结构质量 ,而生长温度对材料的光学特性有较... 利用新型全固源分子束外延技术 ,对 1 .5 5 μm波段的 In As P/ In Ga As P应变多量子阱结构的生长进行了研究。实验表明 ,较低的生长温度或较大的 / 束流比有利于提高应变多量子阱材料的结构质量 ,而生长温度对材料的光学特性有较大的影响。在此基础上生长了分别限制多量子阱激光器结构 ,制作的氧化物条形宽接触激光器实现了室温脉冲工作 ,激射波长为 1 5 63 nm,阈值电流密度为 1 .4k A/ cm2 。这是国际上首次基于全固源分子束外延的 1 .5 5 μm波段 In As P/ In Ga As 展开更多
关键词 全固源 分子束外延 应变多量子阱 光致荧光 激光器
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