PbTe/CdTe材料的外延生长及物理特性的研究

发布时间：2020-12-05 04:24

　　PbTe为Ⅳ-Ⅵ族化合物半导体中的一员,具有直接跃迁和窄禁带等属性,室温带边发光位于中红外区域。与Ⅲ-Ⅴ族窄禁带半导体相比,具有重空穴缺失和较低的俄歇复合率等特点,因而在中红外光电子器件中有诸多应用。同时,PbTe具有天然较低的热导率和较大的赛贝克系数,使其在废热循环回收利用的热电领域扮演重要角色。CdTe/PbTe异质结构是研究PbTe光电及热电性质的一个重要材料体系,这源于二者具有共同的阴离子（Te）、相近的晶格常数、迥异的晶格结构（PbTe:NaCl结构；CdTe:闪锌矿结构）及较大的禁带宽度差异等独特的物理性质。在详细研究了PbTe及CdTe薄膜的外延生长后,本论文聚焦在PbTe薄膜本征缺陷相关的缺陷能级上,并对CdTe/PbTe（111）异质体系的光学和电学性质进行了深入的探索。取得了以下创新性研究成果：1.利用扫描电子显微镜（SEM）研究PbTe （111）外延薄膜表面出现的规则缺陷。实验中发现了Te/PbTe束流比Rf为0.5、衬底温度T>235℃和Rf>0.4、T=280℃时,富Te的PbTe薄膜表面出现规则的长方体和三角锥状缺陷结构。这些规则缺陷源于PbT... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 PbTe的基本物理性质
        1.2.1 PbTe的晶体结构及成键方式
        1.2.2 PbTe的能带结构
        1.2.3 PbTe的禁带宽度Eg及其随温度变化的关系
        1.2.4 PbTe的带边有效质量m*
        1.2.5 PbTe的光学性质
        1.2.6 PbTe的热电性质
    1.3 CdTe的基本物理性质
        1.3.1 CdTe的晶体结构和成键方式
        1.3.2 CdTe的能带结构
        1.3.3 CdTe的禁带宽度Eg及其随温度的变化
*">        1.3.4 CdTe的带边有效质量m*

        1.3.5 CdTe半导体材料的应用
    1.4 CdTe/PbTe材料及其异质结构体系的研究
    1.5 本论文的研究工作
第二章 实验设备及表征技术原理介绍
    2.1 分子束外延（MBE）
    2.2 拉曼散射光谱简介
    2.3 调制反射光谱（PR）
        2.3.1 传统PR技术
        2.3.2 基于步进扫描FTIR谱仪的PR技术
        2.3.3 PR光谱曲线拟合分析
    2.4 磁输运性质的测量原理
        2.4.1 电阻率和霍尔系数测量方法
        2.4.2 半导体材料的迁移率测量
        2.4.3 多次测量消除实验误差
        2.4.4 范德堡法测试中常见的样品形状及优劣
        2.4.5 电极线度和位置对测量结果的影响
    2.5 2DEG的Shubnikov de Hass（SdH）振荡和量子霍尔效应（QHE）
        2.5.1 SdH振荡
        2.5.2 2DEG的量子霍尔效应（QHE）
第三章 CdTe和PbTe材料的外延生长及薄膜物理性质
    3.1 引言
    3.2 PbTe外延薄膜表面的规则缺陷
        3.2.1 实验
        3.2.2 结果与讨论
        3.2.3 结论
    3.3 分子束外延生长[111]晶向CdTe的研究
        3.3.1 实验
        3.3.2 结果与讨论
        3.3.3 结论
第四章 IR-PR技术研究PbTe的本征缺陷
    4.1 引言
    4.2 实验
    4.3 结果与讨论
    4.4 结论
第五章 CdTe/PbTe（111）极性异质界面处二维电子气的声子屏蔽效应
    5.1 引言
    5.2 实验
    5.3 结果与讨论
    5.4 结论
第六章 CdTe/PbTe（111）界面2DEG的量子振荡
    6.1 引言
    6.2 实验
    6.3 结果与讨论
    6.4 结论
第七章 总结与展望
    7.1 论文工作总结
    7.2 今后工作展望
参考文献
博士期间的研究成果



本文编号：2898867

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