铅盐窄带半导体异质结构的制备与研究

论文摘要

利用热壁外延（Hot Wall Epitaxy, 缩写为HWE ）技术,在Si （111）和Si（100）衬底上外延生长PbTe 膜,并使用扫描电镜和转靶X 射线衍射仪研究生长结果。我们发现在Si（111）上生长PbTe（100）,比在Si（100）上生长PbTe（100）高取向膜容易。并作了PbTe（100）/Si（111）界面的TEM研究,得到PbTe（100）是平行生长在Si（111）上的结论。还研究了在Si（111）衬底上PbTe 外延生长的机理以及初底表面重构对外延生长的影响。我们对生长的n-PbTe/p-Si 异质结进行了I～V 测试,结果显示有很好的结特性。还作了C～V 测试,得到了异质结的内建电势差和能带偏移,画出了界面能带图。我们还对制作的n-PbTe/p-Si异质结进行了光伏测量,结果显示有很好的光伏效应。具有制作红外探测器的可能。我们还用简化的HWE 装置作了生长PbTe/PbSnTe 超晶格的尝试。电镜照片显示,各层之间界面分明。从X-光衍射卫星峰间距算出超晶格周期,同由生长速率估计的数值很接近。

论文目录

• 绪论
• 第一章 热壁外延
• 1.1 HWE 技术
• 1.2 实验装置
• 1.2.1 HWE 设备图
• 1.2.2 HWE 炉子
• 第二章 PbTe 在Si 衬底上的生长
• 2.1 Si 衬底的处理
• 2.2 PbTe 在Si 衬底上的生长
• 2.3 测试与分析
• 2.3.1 X-光衍射（XRD）测试与分析
• 2.3.2 PbTe 在Si（111）上生长的TEM 研究
• 2.3.2.1 TEM 样品的制备
• 2.3.2.2 观测结果
• 2.3.3 PbTe 在Si（111）衬底上生长机理的研究
• 2.3.3.1 成核阶段的SEM 观测
• 2.3.3.2 衬底表面重构对PbTe 生长的影响
• 第三章 n-PbTe/p-Si 异质结的测试
• 3.1 n-PbTe/p-Si 异质结的I～V 测量
• 3.2 n-PbTe/p-Si 异质结的 C～V 测量及内建电势差的获得
• 3.3 能带偏移和界面能带图
• 3.4 光伏效应
• 3.4.1 实验装置
• 3.4.2 实验结果
• 第四章 PbTe/PbSnTe 超晶格
• 4.1 材料制备
• 4.2 PbTe/PbSnTe 超晶格的SEM 观测
• 4.3 PbTe/PbSnTe 超晶格的XRD 测试
• 结论
• 参考文献
• 中文摘要
• 英文摘要
• 致谢