Si掺杂GaAs辐照下表面形貌和光电特性的研究

发布时间：2024-02-23 08:16

　　砷化镓(GaAs)作为一种高电子迁移率、宽带隙的半导体材料,在激光器、光电二极管、LED等光电器件的应用方面具有无可比拟的优势。此外,GaAs还因为具有很强的抗辐射能力而常被用于制造航天器件和核反应堆探测器。在太空任务或核应用过程中,GaAs器件将暴露在伽马射线、高能电子、质子和离子等辐射环境中,这些辐射环境可能导致缺陷团簇或位错的产生,从而影响器件的光电性能。因此,研究GaAs的辐照效应对其结构和光电性能的影响,对预测该材料的辐照行为和GaAs抗辐照器件的研制具有重要的意义。本文的主要工作如下:1.研究了Si掺杂GaAs在不同伽玛(Gamma)辐照剂量(0、0.1、1和10 KGy)下的结构特征与光电特性。原子力显微镜(AFM)表征显示在低辐照剂量下,样品的表面粗糙度处于10^-11 nm量级,表明在该剂量下表面仍致密平整。随着辐照剂量增加,表面晶粒尺寸变大,凹凸不平,并出现较大空隙,说明GaAs薄膜的粗糙度随着辐射剂量的增加而增大。拉曼散射结果表明在10 KGy下其平均应变为0.009,小于GaAs的最大非弛豫应变(0.038),意味着GaAs仍具有良好的结晶度...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1半导体的闪锌矿结构

绪论2的共价键。由于A、B原子的电负性不同，因此共价键中的共用电子对会偏向电负性较大的原子，此时AB晶体中的共价键具有一定的极性（离子性），两原子间电负性差越大，离子键的成分也就越大，极性越强。由于原子间化学键性质不同，因此闪锌矿型晶体在结构与性质上与非极性键的金刚石型晶体相比存....

图2-1分子束外延（MBE）设备原理图

样品制备与测试方法9MBE设备的主要组成部分包括生长系统、真空系统和监控系统。它的生长系统主体是由三个不锈钢材质真空室体连接构成。真空室之间的连接阀门皆为高真空阀门，因此每个真空室都能够在不影响其他室内真空的的条件下实现高真空态和常压态之间的转换。三个真空室分别为衬底取放室、衬底....

图2-2原子力显微镜的结构示意图

样品制备与测试方法11的晶体生长参数提出了严格的要求，精确选择控制半导体材料生长的相关参数是材料生长领域的一大挑战。2.3材料分析测试方法2.3.1原子力显微镜（AFM）显微技术可以帮助人们了解材料微观结构，对于薄膜样品，原子力显微镜（AFM）是表征结构的常用手段之一。AFM在扫....

图2-3瑞利散射原理图

样品制备与测试方法12力检测部分在AFM系统中主要是检测原子与原子之间的范德华力，作用力的变化量是通过探针悬臂检测的。当针尖与样品之间有相互作用之后，位置检测部分会使探针悬臂发生摆动，激光器发射出的激光照在悬臂末端，其反射光的位置因探针悬臂的摆动而发生改变产生位置偏移量。系统通过....

本文编号：3907324