1 南宁师范大学, 广西高校新型电功能材料重点实验室, 南宁 530100
2 桂林电子科技大学信息与通信学院, 桂林 541004
本文报道了采用射频磁控溅射法和快速升温烧结法在R面取向的蓝宝石单晶基片上生长CeO2缓冲层和Tl-1223超导薄膜, 研究了缓冲层生长情况和先驱膜后退火条件对超导薄膜结晶情况和超导特性的影响。AFM和XRD表征结果显示, 蓝宝石基片经过退火后其表面形成具有光滑平台的台阶结构, 同时基片的晶体质量得到了改善; 本文所制备的CeO2缓冲层和Tl-1223超导薄膜具有较好的c轴生长取向, 而且两者呈现良好的ab面内织构。SEM表征结果显示, 生长良好的Tl-1223超导薄膜呈层状结构, 表面光滑平整、结构致密。在液氮环境下, 测得所制备Tl-1223超导薄膜的临界转变温度Tc约为111 K, 临界电流密度Jc(77 K, 0 T)约为1.3 MA/cm2。
Tl-1223超导薄膜 快速升温烧结法 蓝宝石基片 CeO2缓冲层 磁控溅射 临界转变温度 Tl-1223 superconducting film rapid heating-up sintering method sapphire substrate CeO2 buffer layer magnetron sputtering critical transition temperature
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 中科院太赫兹固态技术重点实验室，上海 200050
2 中国科学院大学 材料科学与光电子工程中心，北京 100049
3 海南师范大学 材料科学与光电工程研究中心，海南 海口 571158
采用气体源分子束外延（GSMBE）技术，研究了InP衬底上InyAl1-yAs线性渐变缓冲层对In0.66Ga0.34As/InyAl1-yAs高迁移率晶体管（HEMT）材料特性影响。研究了不同厚度和不同铟含量的InyAl1-yAs线性渐变缓冲层对材料的表面质量、电子迁移率和二维电子气浓度的影响。结果表明，在300 K（77 K）时，电子迁移率和电子浓度分别为8 570 cm2/（Vs）-1（23 200 cm2/（Vs）-1）3.255E12 cm-2（2.732E12 cm-2）。当InyAl1-yAs线性渐变缓冲层厚度为50 nm时，材料的表面形貌得到了很好的改善，均方根粗糙度（RMS）为0.154 nm。本研究可以为HEMT器件性能的提高提供强有力的支持。
InyAl1-yAs线性渐变缓冲层 磷化铟 高电子迁移率场效应晶体管 InyAl1-yAs graded buffer layer InP high electron mobility transistor（HEMT）
东华理工大学核技术应用教育部工程研究中心， 南昌 330013
硫化亚锗(GeSe)具有合适的禁带宽度、高的吸收系数和高的载流子迁移率等优异的光电特性，且组分简单、低毒和储量丰富，特别适合作为光伏吸收材料。本文基于新型太阳电池吸收层材料GeSe构筑了结构为金属栅线/AZO/i-ZnO/CdS/GeSe/Mo/玻璃的薄膜太阳电池，分别模拟分析了缓冲层和吸收层的厚度、掺杂浓度，以及吸收层体缺陷密度对器件性能的影响。经过优化CdS缓冲层厚度和掺杂浓度以及GeSe吸收层厚度和掺杂浓度，器件获得高达27.59%的转换效率。这些结果表明GeSe基薄膜太阳电池有成为高效光伏器件的潜力。
硫化亚锗吸收层 硫化镉缓冲层 太阳电池 厚度 掺杂浓度 体缺陷 模拟 GeSe absorber layer CdS buffer layer solar cell thickness doping concentration bulk defect simulation
采用金属有机化学气相沉积技术，在半极性蓝宝石衬底上成功生长了具有高电子浓度和良好表面形貌的Si掺杂的非极性a面nAlGaN外延层。深入研究了铟(In)表面活性剂和无掺杂的AlGaN缓冲层对nAlGaN的结构特征和电学性能的影响。表征结果表明，利用In表面活性剂和无掺杂的AlGaN缓冲层，非极性a面nAlGaN外延层的晶体质量的各向异性被有效地抑制，同时显著改善了其表面形貌和电学性能。测得非极性a面nAlGaN的电子浓度及电子迁移率分别为-4.8×1017cm-3和3.42cm2/(V·s)。
非极性a面nAlGaN 表面活性剂 AlGaN缓冲层 电学性能 nonpolar aplane nAlGaN indium surfactant AlGaN buffer layer electrical properties
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 太赫兹技术重点实验室，上海 200050
2 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室，上海 200083
3 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室，上海 200083
4 中国科学院大学，北京 100049
5 查尔姆斯理工大学 微技术与纳米科学系，哥德堡 SE-41296
本工作在GaP/Si衬底上基于In0.83Al0.17As异变缓冲层实现了InAs/In0.83Al0.17As量子阱的生长。研究了GaxIn1-xP和GaAsyP1-y递变缓冲层对量子阱结构材料性能的影响。采用GaxIn1-xP组分渐变缓冲层的样品X射线衍射倒易空间衍射峰展宽更小，表明样品中的失配位错更少。两个样品均在室温下实现了中红外波段的光致发光，而采用GaxIn1-xP组分渐变缓冲层的样品在不同温度下都具有更高的光致发光强度。这些结果表明在GaP/Si复合衬底上采用阳离子混合的渐变缓冲层对生长中红外InAs 量子阱结构具有相对更优的效果。
量子阱 GaP/Si 异变缓冲层 中红外 quantum wells GaP/Si metamorphic buffer mid-infrared
1 武汉大学 物理科学与技术学院 湖北省核固体物理重点实验室, 武汉 430072
2 武汉长弢新材料有限公司, 武汉 430000
利用电子束蒸发法在Si衬底上制备了不同厚度的SnO2缓冲层, 并使用磁控溅射法制备出上层氧化钒薄膜, 研究了SnO2缓冲层厚度对于氧化钒薄膜微观结构、相组成以及相变性能的影响。结果表明, 引入具有四方金红石结构的SnO2缓冲层后, 上层氧化钒薄膜的结晶性变好, 随着SnO2缓冲层厚度的增加, 沉积的氧化钒薄膜中V4+含量逐渐提高, 氧化钒薄膜的平均晶粒尺寸增大, 成膜质量变好; 相变锐度有所降低, 热滞回线宽度减小。这些结果表示SnO2缓冲层的引入有利于在硅衬底上生长高质量且相变性能优越的VO2薄膜。
缓冲层 氧化钒 金属-绝缘体相变 二氧化锡 buffer layer vanadium oxide metal-insulator phase transition tin dioxide
1 桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室, 广西 桂林541004
2 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都611731
3 中国科学院 纳米器件与应用重点实验室, 江苏 苏州 215123
为了声表面波(SAW)器件能在高温环境(不小于1 000 ℃)中工作, 该文设计并在La3Ga5SiO14压电衬底上制作Pt/ZnO/Al2O3多层复合薄膜电极, 利用ZnO/Al2O3组合缓冲层增强了Pt薄膜电极在极端高温条件下的导电稳定性。制备的SAW器件在经历3次1 000 ℃高温热处理后仍保持稳定的回波损耗系数S11。实验结果表明, ZnO/Al2O3组合缓冲层结构在提高SAW器件电极高温导电稳定性方面具有一定的潜在应用价值。
高温 缓冲层 电极稳定性 声表面波器件 压电衬底 high temperature buffer layer stability of electrode SAW device piezoelectric substrate
长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室,长春 130022
利用分子束外延技术在GaSb(100)衬底上先生长作为缓冲层以降低薄膜失配度的低Sb组分的三元合金InAsSb,再生长InAs薄膜.在整个生长过程中通过反射高能电子衍射仪进行实时原位监测.InAs薄膜生长过程中,电子衍射图案显示了清晰的再构线,其薄膜表面具有原子级平整度.利用原子力显微镜对InAs薄膜进行表征,结果显示较低Sb组分的InAsSb缓冲层上外延InAs薄膜的粗糙度比较高Sb组分的InAsSb缓冲层上外延InAs薄膜的粗糙度降低了约2.5倍.通过对不同Sb组分的三元合金InAsSb缓冲层上外延的InAs薄膜进行X射线衍射测试及对应的模拟,结果表明在较低Sb组分的InAsSb缓冲层上外延InAs薄膜的衍射峰半高峰宽较小,说明低Sb组分的InAsSb作为缓冲层可以降低InAs薄膜的内应力,提高InAs薄膜的结晶质量.利用光致发光光谱对高结晶质量的InAs薄膜进行发光特性研究,10 K下InAs的发光峰位约为0.418 eV,为自由激子发光.
InAs薄膜 InAsSb缓冲层 晶格失配 晶体质量 发光特性 分子束外延技术 X射线衍射 InAs film InAsSb buffer layer Lattice mismatch Crystal quality Luminescence properties Molecular beam epitaxy X-ray diffraction 光子学报
2019, 48(10): 1031002
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 信息功能材料国家重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 上海科技大学 物质科学与技术学院, 上海 201210
利用气态源分子束外延技术在InP衬底上生长了包含InAlAs异变缓冲层的In0.83Ga0.17As外延层.使用不同生长温度方案生长的高铟InGaAs和InAlAs异变缓冲层的特性分别通过高分辨X射线衍射倒易空间图、原子力显微镜、光致发光和霍尔等测量手段进行了表征.结果表明, InAlAs异变缓冲层的生长温度越低, X射线衍射倒易空间图(004)反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽就越宽, 外延层和衬底之间的倾角就越大, 同时样品表面粗糙度越高.这意味着材料的缺陷增加, 弛豫不充分.对于生长在具有相同生长温度的InAlAs异变缓冲层上的In0.83Ga0.17As外延层, 采用较高的生长温度时, X射线衍射倒易空间图(004)反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽较小, 77 K 下有更强的光致发光, 但是表面粗糙度会有所增加.这说明生长温度提高后, 材料中的缺陷得到抑制.
分子束外延 InAlAs异变缓冲层 生长温度 molecular beam epitaxy InGaAs InGaAs InAlAs metamorphic buffer growth temperature
