| 题名 | 掺杂碲镉汞的光致发光光谱研究 |
| 作者 | 张小华 |
| 答辩日期 | 2012-05-17 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 褚君浩 ; 邵军 |
| 关键词 | 掺砷碲镉汞 光致发光 红外 杂质 液相外延 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 第三代红外焦平面探测器需要优良的p型材料。掺砷碲镉汞因为稳定性好、少子寿命比其它p型碲镉汞更高而收到广泛关注。分子束外延和液相外延是掺砷碲镉汞的两种主要的生长技术，液相外延碲镉汞能弥补分子束外延在长波红外波段的不足。关于掺砷碲镉汞的特性研究，电学方面的报道较多，而光学性质报道较少。本论文基于步进模式傅立叶红外光谱仪的调制光致发光光谱技术，对中波和长波红外的分子束外延和液相外延掺砷碲镉汞进行了变温变激发光致发光光谱、变温透射光谱和变温霍尔效应研究。（1）建立了不同激活条件的掺砷碲镉汞的带边电子结构。对分子束外延法生长的掺砷碲镉汞，通过对光谱的拟合分析，发现低温下主要是杂质发光，在77K以上开始探测到带带跃迁发光峰，200K以上带带发光峰比杂质峰更强。观察到原生样品在200 K温度以下存在两个与深能级有关的发光峰。样品中存在汞空位VHg，AsHg、TeHg和AsHg－VHg，TeHg－VHg对，及深能级杂质。对砷的激活条件进行了研究。只需经250oC的N型退火，就能消除原生材料中的深能级杂质。经285 oC0.5小时和240oC48小时的两步退火只能部分激活砷。经400 oC0.5小时和240oC48小时退火能完全将AsHg施主激活为AsTe受主。通过未退火和退火样品中的分析表明，不管是否进行过退火，在分子束外延掺砷碲镉汞中都存在VHg和TeHg，能级分别为12meV和26meV。砷原子作为杂质在原生片中大多数作为施主，同时可能为深能级。经两步退火后，砷转变为受主，能级分别为17meV和20meV。对汞空位碲镉汞、原生及退火掺砷碲镉汞的光致发光光谱积分强度进行了比较，积分强度随温度升高而降低，汞空位材料光谱积分强度较后两者更低。（2）比较了液相外延法生长和分子束外延生生长的掺砷碲镉汞的不同。测量了中波和长波液相外延掺砷HgCdTe的变温变激发红外光致发光光谱。相对于分子束掺砷HgCdTe，液相外延材料材料迁移率更高，存在杂质VHg，AsTe、和TeHg－VHg对，单独的TeHg很少，认为这与液相外延生长的HgCdTe退火激活所需的温度更高和时间更长有关。长波材料和液相外延材料的光谱信噪比相对较差，对其进行了原因分析。 对由吸收系数谱与由光致发光光谱确定的带隙进行了比较。对掺砷碲镉汞进行了变温霍尔测量，对霍尔系数随温度的变化进行了两受主能级模型拟合，拟合结果表明样品中存在大量施主。 |
| 学科主题 | 红外基础研究 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5192]  |
| 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 | 张小华. 掺杂碲镉汞的光致发光光谱研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
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