【摘 要】
：
Ⅳ族半导体合金已经成为硅基高性能大规模集成电路中芯片内和芯片间光电子应用的重要材料之一。硅、锗、锡元素构成的材料扩展了基于Ⅳ族器件的设计空间,形成的二元及三元合金可在近、中和远红外范围内的光子学和光电子学中实现多种器件,如光电探测器、发光二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管、隧道场效应晶体管等。SixGe1-x-ySny合金具有较高的载流子迁移率和长的载流子寿命,该合金通过改变Si/Sn元素的相对
论文部分内容阅读
Ⅳ族半导体合金已经成为硅基高性能大规模集成电路中芯片内和芯片间光电子应用的重要材料之一。硅、锗、锡元素构成的材料扩展了基于Ⅳ族器件的设计空间,形成的二元及三元合金可在近、中和远红外范围内的光子学和光电子学中实现多种器件,如光电探测器、发光二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管、隧道场效应晶体管等。SixGe1-x-ySny合金具有较高的载流子迁移率和长的载流子寿命,该合金通过改变Si/Sn元素的相对含量,可以独立于晶格常数控制能带结构,所以该合金是能带工程很有潜力的材料,在电子和光电领域具有广阔的应用前景。作为一种新型半导体材料,迫切需要从理论和实验上系统地研究其光电性能。本文在理论方面基于密度泛函理论（DFT）通过第一原理方法计算了Ge96-xSnx合金的电子结构和光学性质及Si32-xSnx合金和Si/Sn原子比1:1的SixGe1-x-ySny合金的光学、电学和力学性质。结果表明,随着掺杂浓度增加所有合金的晶格常数均增大,形成能均为负,带隙逐渐减小。Ge96-xSnx合金中,当Sn原子数为10时转变为直接带隙,带隙值为0.542 e V。在光学方面,Ge96-xSnx合金在红外区域的吸收系数随着Sn浓度的增加而增大并发生红移,吸收边缘延伸到中红外区域;Si32-xSnx合金随着Sn浓度的增加,对可见光以及红外光的吸收增大;SixGe1-x-ySny合金在紫外和可见波长范围内随掺杂浓度增加,吸收系数减小,在近红外和中红外波长范围内随掺杂浓度增加,吸收系数增大,且发生红移;掺杂也对所有合金的介电函数、折射率、光电导率等产生了影响。在力学方面,根据体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比和Push比值研究表明,随掺杂浓度的增加Si32-xSnx合金抵抗外力的能力增强,体积不容易产生形变,既具有金属性质又趋于延展性,SixGe1-x-ySny合金抵抗外力的能力减弱,体积容易产生形变。对于载流子寿命,Si32-xSnx合金中掺杂六个锡原子(Si26Sn6)时寿命相对较大;SixGe1-x-ySny合金中,随掺杂浓度提高寿命逐渐延长。在实验方面采用磁控溅射法利用SiSn浓度为1:1的靶材和Ge靶材共溅射生成Si Ge Sn薄膜并进行性能表征。利用扫描电镜（SEM）分析样品表面形貌比较均匀;利用SEM和台阶仪测得薄膜厚度,发现当SiSn靶功率一定时,随Ge功率的增加薄膜厚度逐渐增大;利用X射线能谱（EDS）对薄膜进行成分分析,发现当SiSn功率一定时,随Ge功率的增加,Ge含量逐渐增加;利用拉曼光谱仪（Raman）表征了晶体结构的质量,根据退火前后对比,退火后结晶性提高,并且拉曼峰的位置整体向右移动;利用紫外-可见-红外分光光度计测得薄膜的反射率在红外区域有一吸收峰,在红外区域合金的反射率随Ge含量的增加而增大。与此同时,采用MS软件计算了与实验相同浓度的Si Ge Sn,计算得出,在中红外区域的反射率与实验测试的趋势相一致,即随Ge含量的增加而增大,证明我们理论与实验的可行性。
其他文献
当前导弹和运载火箭技术的发展,对固体火箭发动机的设计提出了高性能、高可靠性、高效率和低成本的要求。长期以来,固体火箭发动机药柱成型工艺一直受到人们的高度重视,特别是药柱可靠性浇注工艺设计是推进剂药柱研发过程中非常重要的环节。推进剂药柱在工作过程中要承受高温、高压、高热流、高速气流和飞行过载等因素的影响,因此在试验和飞行过程中如因药柱结构存在缺陷,极易出现故障,甚至发生意外事故。本文对小型固体火箭发
在当下的建筑设计实践中,旧工业建筑改造再利用设计采取的策略往往表现为一对一解决问题时的被动做法,当整体和系统考察时常常不能达到明确的目标。在一个问题对应一个或多个策略的同时就会造成能源、资源的消耗。本文在明确了统合多效思维与旧工业建筑改造策略的研究背景下,针对国内外旧工业建筑改造再利用的现状以及研究成果进行概述,并以此为依据对统合多效思维下的旧工业建筑改造再利用进行探索性研究:首先从建筑策划理论、
互联网的发展推动了创新方式的变革,为弥补传统“产学研”线性式合作的不足、培育能够真正解决高校创新“最后一公里”难题的高校创新生态系统提供了机遇。在此背景下,各类互联网平台应运而生,但大多未能形成可持续发展的创新生态,基于互联网的高校创新生态系统培育亟需理论指导。本文选择中高知识产权运营平台（以下简称“中高平台”）为案例,运用创新“五螺旋”理论并结合“中心——外围”创新生态系统结构模型,构建本研究“
我国路面结构中普遍采用的是半刚性基层沥青路面,由于基面层间存在材料及施工质量等方面的差异,层间粘结并不是理想的完全连续状态,造成二者在基面层间结合部位产生薄弱环节,易出现层间破坏。内蒙古寒冷地区道路所处环境恶劣,温差较大,进一步加剧了层间粘结失效。基层与面层间的粘结问题对路面的使用性能和寿命起到关键性的作用。胶粉改性沥青碎石粘结层被广泛应用于桥面防水铺装等工程中,表现出良好的应力过渡和防水粘结性能
随着公园城市理念的提出，城市景观种植设计不再单纯的以美学为导向，转而以生态学为基础，着重强调绿色空间的连续性、系统性、可持续性以及其生物多样性支撑功能。在公园城市背景下，新自然主义种植迎来了新的机遇和挑战。通过分析总结新自然主义种植的发展历程，探讨其“新”在何处，并结合目前种植应用情况分别从不同空间尺度提出科学合理的发展指引，以期为新自然主义种植在未来的城市景观塑造中提供新的设计思路与方法。
湿陷性黄土是一种特殊性质的土,土质均匀、结构疏松、孔隙发育,在受水后结构会迅速破坏,产生较大下沉,强度迅速降低,会对建筑物带来很大的危害。在湿陷性黄土处理中,常使用水泥搅拌桩来加固由含水量较高的弱湿陷性黄土组成的软弱地基,此类方法在施工过程中无振动、不挤土、低噪音,在不良地基处理中广为应用。深层搅拌桩的固化材料主要为水泥,其加固机理是将水泥掺入黄土后,与黄土中的水分发生水解和水化反应,进而生成不溶
兴安落叶松（Larix gmelinii）属于松科（Pinaceae）落叶松属（Larix）的针叶乔木,主要分布于大、小兴安岭地区,是荒山造林和森林更新的树种,被广泛应用于房屋建筑、土木工程、木纤维工业等的原材料。纤维素是植物细胞壁的主要成分,储存在植物的初生壁和次生壁中的,纤维素增加了植物细胞壁的强度,纤维素主要由纤维素合成酶（Cellulose synthase,CesA）合成,而纤维素合成酶
乳清蛋白是乳清的一种回收产物,营养价值十分丰富。本文以乳清蛋白为原料,利用谷氨酰胺转氨酶交联制备了乳清蛋白改性样品,在此基础上研究了浓度、作用时间及作用温度对乳清蛋白微观结构、表观结构和功能特性的影响,并制备了乳清蛋白凝胶,初步探究了凝胶形成机理,并进行响应面分析得到了最佳凝胶强度的酶改性乳清蛋白凝胶,分析探究了谷氨酰胺转氨酶改性前后乳清蛋白凝胶的质构、水分状态及消化率的变化。主要研究内容和结果如
我国公路建设发展迅速,已有大量高等级路面达到使用寿命需要维修或重建,但现有再生技术水平未达到预期目标,实际工程中旧料使用率仍不足50%。目前对再生技术的研究集中在宏观性能方面,而再生剂在老化沥青中的扩散规律对再生效果影响十分重要,沥青再生的微观作用机理不明确导致再生剂的进一步应用受到制约,因此深入开展这方面的研究与机理探讨,提高路面再生技术水平成为业内工作者亟需解决的问题。本研究采用基质沥青和SB
旧城区在更新的过程中,遗弃大量建筑,造成建筑资源的浪费。建筑师对旧建筑进行功能更新和空间改造,有效解决这一问题。但是,传统的改造策略未能充分考虑空间布局改变对室内自然通风的影响。致使改造后室内风场分布不均匀,部分空间出现原有通风方式不能充分满足新的使用需求的情况。因此,本文从影响改造后室内自然通风强度的空间布局因素入手,通过空间布局形式和自然通风利用两方面的研究,分析既有工业建筑改造中空间布局对自