| 题名 | InAs1-xSbx和In1-xMnxSb红外薄膜的LPE生长及特性研究 |
| 作者 | 邓惠勇 |
| 答辩日期 | 2006-06-13 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 戴宁 |
| 关键词 | Inas1-xsbx In1-xmnxsb 液相外延（lpe） 红外薄膜 稀磁半导体 高阶跃迁 微观结构和形貌 光学性质 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | InAs1-xSbx是重要的红外材料，已制成各种类型的室温中红外（3～5mm）光电器件，近10年来， 8～12mm室温工作InAs1-xSbx光电器件的报导使其成为极具前途的室温长波红外探测材料，再次激发了人们的研究热情。In1-xMnxSb是III－V族窄带隙稀磁半导体材料（DMS），可用于长波红外自旋光电子器件的制备。本论文根据水平式液相外延（LPE）生长原理，建立和完善了水平式多槽滑移石墨舟LPE生长系统，并采用此设备制备了InAs1-xSbx与In1-xMnxSb薄膜，研究了其微观结构与形貌、以及光学与电学特性。本论文取得的主要成果如下： 1）建立和完善了LPE材料生长系统。我们自行设计与加工了该系统的石英推杆、真空接头等部件，创造性地选择了石英炉的底板与滑轨等结构，使得其结构设计更加合理、加工成本降低、操作更加容易安全。 2）使用此LPE系统，在（100）InAs衬底上生长了不同组分与厚度的InAs1-xSbx与In1-xMnxSb薄膜。 3）采用X－ray衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）与能量色散谱仪（EDS）研究了InAs1-xSbx薄膜的微观结构与形貌，获得了生长结晶完整性较好的（100）取向闪锌矿晶体结构单晶薄膜最佳的生长条件。 4）采用红外透射光谱、紫外－可见光反射谱、紫外－可见光椭圆偏振光谱研究了InAs1-xSbx薄膜在布里渊区（BZ）临界点的跃迁，以及采用Raman光谱研究了其声子行为。结果表明，S. Adachi的MDF模型与实验数据ε(E)吻合得非常好，随着锑（Sb）组分的增大，E1和E2峰红移，自旋分裂能（Delta1）蓝移，这表明电子自旋轨道（SO）相互作用增强。Raman光谱表明，在我们研究的组分，InAs1-xSbx表现出类InAs和类InSb双模特性，并且类InAs LO模的频率随着Sb组分的减小向高频方向移动，而类InSb LO模的频率变化不明显。 5）采用XRD与SEM研究了In1-xMnxSb薄膜的微观结构与表面形貌。结果表明，薄膜为（100）取向闪锌矿晶体结构单晶，LPE方法能有效遏制Mn相分离的出现。在InAs1-xSbx薄膜中经常观察到的凹坑在In1-xMnxSb薄膜中很少能出现，这主要是由于单质Mn的熔点很高在生长过程中不易挥发。延长降温区间有利于遏制薄膜表面沉积物的出现。提高生长温度Tg，薄膜的表面变得光滑，用二维成核生长理论适合说明In1-xMnxSb薄膜的LPE生长。 6）采用Raman、光致发光（PL）与紫外－可见光反射光谱研究了In1-xMnxSb薄膜的光学性质。结果表明，在我们所研究的组分区间，薄膜呈现出单模声子行为,薄膜的禁带宽度Eg(x)随着x的增大而减小。 7）通过变温霍尔测量，研究了In1-xMnxSb薄膜的磁输运特性。结果表明，20K时仅有体电子n0参与导电，而体空穴p0和表面空穴ps都参与了导电；100K时，出现了另一种类型的导电电子（表电子ns），并且体电子迁移率与浓度都增大了，而在20K时出现的表面空穴在100K下消失了，而空穴的导电类型主要是体空穴的作用。 |
| 学科主题 | 红外基础研究 |
| 公开日期 | 2012-07-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4464]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 邓惠勇. InAs1-xSbx和In1-xMnxSb红外薄膜的LPE生长及特性研究[D]. 中国科学院研究生院. 2006. |
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