文档介绍：新型半导体材料物理特性的凝聚态光谱研究摘要谱研究方法在其中扮演着重要的角色。它是一种非破坏性的研究方法,本文通过对新型半导体材料的凝聚态光谱研究,对半导体材料的声子、电子及其跃迁过程等基本物理性质和材料薄膜质量等领域进行探索和分析。众所周知,半导体材料已经在信息技术的各个领域得到了广泛的应用,以它们为基础制造的器件正逐步进入并改善着人们的生活。随着世界科学研究的不断发展,以宓;镂4淼男滦桶氲继宀牧开始显示出巨大的优越性,在蓝、绿光发光二极管、激光器、紫外探测器及高速/高频器件等方面显示了广阔的应用前景。除此之外,新型三元半导体材料近年来也得到了人们广泛地关注,其中。。等材料由于其具有独特的应用领域面成为研究的热点。但是,与等老一代半导体材料的成熟研究和应用不同的是,新型半导体材料还处在其研究的起步或摸索阶段,人们对新材料的一些基本物理性质和参数还没有完全达成一致,因此在目前阶段,非常有必要对其物理性质,包括对其声子行为,电子行为等材料内部结构和物性进行全面而准确地研究。凝聚态光谱是研究半导体光学性质的一个重要手段,在研究半导体能带结构、声子结构及其它能量结构的多种实验方法中,各种各样的光特别是对于薄膜材料或多层材料,用光谱的手段可以把各层材料中的参上海交通大学博士学位论文中文摘要
模行为,发现琒鞘粲诨旌夏5牟牧希牧俦涞阍诎疲数独立地提取出来。由于它具有非破坏性,因此可以多次实验,重复操作,从而保证实验结果的准确性,也便于我们对材料进行不同光学波段的各种光谱实验,得到材料全面的实验数据。在工业上,光谱方法已经开始广泛地应用到材料参数提取及材料质量的检测中,并有着越来越广泛地应用前景。由于光谱方法具有如上所述的优越性,因此已经成为检测和标定半导体材料物理性质最基本、最重要的手段并被广泛应用。在本论文中,我们首先用光谱方法来研究半导体材料红外波段的晶格振动,通过傅立叶红外反射谱和阻尼简谐振子模型来得到三元材料和。的晶格振子频率、强度和阻尼系数。分析了不同元素组分下的晶格振动横向光学琓声子频率随组分的变化关系。同时通过狵甂⒐叵道醇扑愠鏊们对应的晶格振动纵向光学琇声子的频率。采用修正的随机元素同向位移模型来研究这两种三元半导体材料的声子近。而。诓煌榉窒碌慕峁瓜啾涫沟媚5男形<傲ΤJ谋化显得更加复杂,我们发现在立方型中声子模具有双模行为,而六角型。中的模是单模,模为双模。拉曼散射是研究晶格振动声子频率的另一种常用且有效的方法。我们用拉曼散射法来研究琒纳悠德剩隽薖囊唤住⒍准案呓椎纳频率值,通过设计深度拉曼聚焦的方法第一次从实验上观察到了的声子频率。并进一步分析得到了三元琒鹘咨拥钠德剩主要观察到了类的声子模,但在含量较多的材料中我们还观察到了微弱的类的声子模。同时我们还在三元琒泄鄄斓搅由无序产生的声子模并用空间相干模型对它进行了深入分析。变温拉曼上海交通大学博士学位论文中文摘要
们通过这种实验方法并结合介电函数模型来分析三元。的禁带散射是研究声子驰豫的有效方法,我们在论文中主要讨论了模和模声子频率随温度的变化情况,并指出了其可能的弛豫路径。同时还进一步讨论了拉曼峰展宽随温度的变化关系。带隙附近的透射光谱法可以方便地得到半导体材料的禁带宽度,我宽度值随组分的变化关系。得到了不同相结构区域中不一样的线性关系,并发现在立方型。械淖榉直浠圆牧系拇吨稻哂懈的调控作用。氲继宀牧系拇吨祷挂恢贝τ谡壑校颐遣捎透射谱和发光谱结合的方法来研究该材料的带隙值,虽然从这两个光谱上得到的带隙位置在左右,但是由于我们牧系牟粼优ǘ冉高,还应考虑到贫艽卣в癠残应。通过修正后两种光谱法得到的带隙值均在附近,与最新文献上相关的报导十分吻合。接着我们用紫外同步辐射法来研究虸的带隙及带隙以上电子临界点的跃迁过程。我们从实验上得到了谋湮抡婵兆贤夥瓷谱。借助介电函数模型,得到了都耙陨系牡缱釉厩量的实验值。通过与理论经典赝势法玫降腁电子能带结构图相对照,我们对反射谱上的各个跃迁结构进行了相应的指认。在这过程中我们还得到了布里渊区中心木宄》至涯芰恐滴另外,我们发现和临界点的能量随温度的增加有明显的减小,而更高阶临界点随温度变化不敏感。同样,在母吣芊瓷涔馄字校们也观察到了多个反射结构,借助睦砺奂扑鉏电子能带图对这些反射结构所对应的临界点跃迁过程及能量给出了很好的指认。凝聚态光谱方法还能广泛地用来研究半导体材料的质量问题,通过上海交通大学博士学位论文中文摘要
系列∧ぃ疓牡撞牧系闹柿垦芯恐校颐窃诓牧媳砻婺骋磺拉曼散射谱和空间相干模型,我们得到了三元琒南喔沙ざ戎担研究了其无序性,并分析了这种无序性的来源,发现这种无序主要来自于三元材料的合金化丽非应变力。在对相同生长温度不同生长压强的一内进行逐点扫描,得到嗵趵⑸浞搴拖嘤Φ多个相干长度值。对这喔鲋到型臣蒲У姆治龊螅梢酝瞥銎湎嘤Φ钠骄岛方差,由于