导读:本文包含了日盲材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:AlN,AlGaN,类同质外延,日盲紫外探测器
日盲材料论文文献综述
蒋科[1]（2019）在《AlGaN材料类同质外延生长及日盲紫外探测器研究》一文中研究指出AlGaN材料是一种直接宽禁带半导体材料,其禁带宽度在6.2eV至3.4eV之间连续可调,是制备工作波长在210nm至365nm之间的紫外光电子器件的理想材料。基于AlGaN材料的日盲紫外探测器具有本征探测、波长可调、体积小、抗辐射、工作电压低等诸多优势,在诸多领域具有重要应用价值。然而,目前AlGaN基日盲紫外探测器性能还远未达到实际应用水平,这主要是因为异质外延中的晶格失配与热失配造成AlGaN材料质量的低下。此外,AlGaN基日盲紫外探测器的结构还有待优化。本论文围绕如何提高AlGaN材料质量及探测器性能展开研究。针对异质外延下AlGaN材料质量低下的问题,提出采用类同质外延的方法生长AlN和AlGaN材料,从而提高材料质量;针对AlGaN日盲紫外探测器性能低下的问题,提出利用极化效应提升探测器内量子效率,从而提高器件响应水平。本论文研究所取得的主要创新性成果总结如下:(1)利用类同质外延方法,实现了AlN材料质量提升,提出并证明了界面应力是缺陷演变驱动力。采用MOCVD技术在HVPE-AlN模板上类同质外延AlN材料的方法,实现了AlN外延层(10-12)面XRC-FWHM相比衬底降低102 arcsec;采用低温层改变界面应力状态的方法,研究了AlN类同质外延过程中的缺陷演变规律,证明了界面应力是位错演变的驱动力,同时还发现了不同种类位错演变所需驱动力的大小关系。(2)发现了大斜切角模板衬底上类同质外延AlGaN材料的组分不均匀性,成功解释了造成该组分不均匀性的原因,并利用“混合金属有机源预处理衬底表面”的方法有效抑制了该组分的不均匀性,同时应用“Carbon-Cluster”理论成功解释了该方法抑制组分不均匀的机制。采用MOCVD在HVPE-AlN模板上外延AlGaN时,AlGaN材料出现组分不均匀现象,这是由于衬底表面存在Macro-steps,同时Al原子与Ga原子又具有不同的迁移距离,造成Ga原子在Macro-steps的位置富集;采用“混合金属有机源”处理衬底之后,有机源高温分解形成的Carbon-Cluster有效阻挡了Al、Ga原子的迁移,消除了迁移距离的差异,从而抑制了组分的不均匀性。(3)发现了HVPE-AlN模板上类同质外延AlGaN材料的多个激子态和金属阳离子空位缺陷相关发射峰,并利用“混合金属有机源预处理衬底表面”的方法成功降低了激子态数目、抑制了金属阳离子空位缺陷相关的发光峰。采用变温PL测试方法研究类同质外延AlGaN材料的激子特性,发现两种组分的AlGaN材料均表现出多个激子态,并且激子态之间能量转移复杂,造成材料发光复杂,这主要是因为材料内的合金势垒振荡较大,而“混合金属有机源预处理衬底表面”则降低了合金势垒振荡,从而减少了激子态数目;此外,采用PL测试方法研究缺陷相关发射峰,发现类同质外延AlGaN材料存在(V_(cation-)complex)~(2-)缺陷相关的发射峰,而“混合金属有机源预处理衬底表面”能有效抑制该发射峰,这是因为该方法提供了富金属的生长条件,抑制了金属阳离子空位缺陷的产生。(4)提出利用极化电场特性优化AlGaN日盲紫外探测器结构,实现了高响应度的AlGaN基日盲紫外探测器。采用MOCVD技术在HVPE-AlN模板衬底上类同质外延极化增强结构AlGaN基日盲紫外探测器,获得了10 V偏压下1.42 A/W的峰值响应度,相比无极化增强情况提高了50倍。进一步的优化更实现了30 V偏压下3.11 A/W峰值响应度,证明了极化效应对探测器性能提升的重要作用。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2019-06-01）
韩五月[2]（2018）在《背照射MIS结构AlGaN日盲紫外光电探测器材料生长与光电特性研究》一文中研究指出随着科技的发展,紫外探测技术被广泛地应用于军事和民用领域。AlGaN日盲紫外探测器具有全固态、本征截止、工作电压小、物理化学性质稳定等优点。而且,AlGaN材料具有直接宽带隙,带隙宽度从3.4-6.2 eV连续可调,覆盖了日盲紫外波段,是制作日盲紫外探测器的理想材料。在传统的研究中,AlGaN日盲紫外探测器多采用PIN结构,虽然其暗电流低、响应速度快,适合制备与Si基读出电路混合集成的焦平面阵列。但是,由于PIN结构中,高Al组分的AlGaN材料不仅p型掺杂困难,而且掺入的受主镁原子的激活能很高,难于获得高性能p-AlGaN材料;在异质外延生长时,由于外延材料与衬底间的晶格常数和热膨胀系数差异,导致晶格失配和热失配较严重;此外,金属电极很难在p型AlGaN材料上形成良好的欧姆接触,不利于光生载流子的输运和提取等缺点。这些因素都是严重制约着其发展的根源。尽管p-GaN材料可以克服p-AlGaN材料电学性能差的缺点,并解决光生载流子的输运难问题,但是p-GaN材料在近紫外区有响应,这不符合日盲紫外探测器的要求。所以,我们提出采用背照射MIS结构制作AlGa N日盲紫外探测器,其不仅具有与PIN结构相类似的优点,而且可以避免p-AlGaN材料带来的技术瓶颈。然而,肖特基结构探测器存在内部电场低,耗尽区较窄的问题,导致其响应度和量子效率较低。本文从调节异质界面极化电场和调节光吸收区内部电场的角度,围绕提高MIS结构AlGaN日盲紫外探测器的响应度和量子效率展开研究。采用MOCVD外延生长,首先在C面蓝宝石衬底上生长高质量的AlN缓冲层。然后,在传统MIS材料结构的基础上,提出在异质界面处引入Al组分渐变的n-Al_xGa_(1-x)N薄层,调节异质界面的极化电场。同时在光吸收层内引入同Al组分的n-AlGaN薄层,调节光吸收区的内部电场,并且通过模拟与实验相结合进行验证。此外,我们还通过不同肖特基接触金属电极对比实验,优化了MIS结构器件的光电特性。研究过程取得主要成果如下:1、在传统“两步生长法”的基础上,提出中温AlN插入层法,有效阻挡了在低温缓冲层中形成的位错的继续延伸,释放应力,获得了高质量AlN模板。2、在异质界面处,生长Al组分渐变的n-Al_xGa_(1-x)N薄层,调节异质界面极化电荷密度,降低异质界面的极化电场强度,从而有效降低了器件的暗电流。与此同时,Al组分渐变层的引入也有效的释放了光吸收层的应力,提高了光吸收层AlGaN材料晶体质量。3、提出在本征光吸收层内,引入同质的n-AlGaN薄层材料,有效提高了光吸收层内部电场。而光吸收区内部电场的提高,将有助于光生载流子的运输和分离,从而改善MIS结构器件光电特性。4、通过不同肖特基接触金属电极对MIS结构器件光电特性影响的对比实验,进一步优化了MIS结构器件的光电性能,其光谱响应范围介于255-280nm之间,0V偏压下的峰值响应度为0.115A/W@270nm,相应的外量子效率达53%,紫外/可见光抑制比为10~3数量级;在3V反向偏压下的响应度为0.154A/W,相应的外量子效率达70.6%,其响应速度约为24μs。该论文的研究结果为克服PIN结构中高Al组分的p-AlGaN材料带来的问题奠定了基础。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2018-06-01）
王保光,田文怀[3]（2018）在《日盲紫外光电阴极用碲合金蒸发材料研究》一文中研究指出选择铋作为合金化元素,利用真空熔炼慢速凝固方法制备出Te60Bi40(%,质量分数)合金来代替纯碲作为日盲光电阴极的碲蒸发源。利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)等方法对制备的Te60Bi40合金样品进行了微观组织观察,对合金的相组成、相结构以及各相的成分进行了分析。结果表明:利用真空熔炼慢速凝固方法制备的Te60Bi40合金由初晶Bi2Te3和共晶(Bi2Te3+Te)相组成,得到了近平衡相。初晶Bi2Te3晶粒为粗大的板条状,板条平均宽度为300μm,晶界较平直有棱角,呈现小平面相特征。共晶Bi2Te3相以片条状的形态均匀分布在共晶Te相中。在共晶凝固过程中,由于共晶Bi2Te3相和Te相的热导率和熔化潜热有较大的差异,Te相在凝固时作为领先相生长,滞后相Bi2Te3最终被领先相Te相完全包裹。初晶Bi2Te3相和共晶Bi2Te3相中Te的质量分数分别为49.2%和49.6%,共晶Te相中Te的质量分数接近100%。(本文来源于《稀有金属》期刊2018年05期）
吴杰涛[4]（2017）在《基于β-Ga_2O_3材料的“日盲型”紫外光通信应用研究》一文中研究指出由于臭氧层的吸收,波长在200-280nm的紫外光在地球表面几乎不存在,通常称为“日盲区”,工作在该区域的通信系统被称为日盲紫外通信。相比于无线通信、红外通信、激光通信,日盲紫外通信因具有准确率高、保密性好、不受环境干扰等优点,俨然成为各国军事竞争的研究重点。紫外通讯系统中最核心的部件是日盲紫外光电探测器。β-Ga_2O_3的带隙为4.9~5.1eV,对应的波长在254nm,且具有高的热稳定性和化学稳定性,是理想的日盲光电探测器材料。由于β-Ga_2O_3薄膜的生长过程很容易引入氧空位等缺陷,制备获得的基于纯β-Ga_2O_3薄膜的光电探测器往往具有较高的暗电流,探测器性能不佳。本文重点开展了Mg掺杂β-Ga_2O_3薄膜的生长,有效地减少了氧空位,降低了暗电流,提高了探测器性能,并设计了基于Mg:β-Ga_2O_3薄膜的日盲型紫外通信系统。主要获得了以下研究成果:(1)采用磁控溅射法在蓝宝石衬底上生长Mg掺杂β-Ga_2O_3芯片。在常温和大气压0.8Pa的条件下,在蓝宝石衬底上生长Mg掺杂β-Ga_2O_3薄膜4小时,然后在800℃的条件下退火4小时。在扫描电子显微镜(SEM)下观察,薄膜表面平整,薄膜生长结果良好。紫外光吸收测试结果表明,Mg掺杂β-Ga_2O_3薄膜对200nm以下紫外光强烈吸收,带隙超过4.9eV,对254nm紫外光非常敏感。电学性能测试结果表明,Mg掺杂β-Ga_2O_3薄膜光暗比超过40倍,响应速度快,其上升沿时间常数为10.33rt(28)s和28.84rt(28)s,下降沿时间常数为0.02dt(28)s,比β-Ga_2O_3薄膜具有更大的光暗比和更快的响应时间。(2)开发差分脉冲调制解调程序。使用matlab对常用调制方式的功率、带宽、传输容量等方面进行仿真,选择适合本系统的差分脉冲位置调制(DPPM)调制方式。使用Verilog HDL语言开发DPPM调制解调程序,该程序具有可靠性高、通信速率快、传输容量大等优点。该程序设计了多个通信速率,可以在不同的通信速率下测试探测器的性能。(3)设计并搭建基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的紫外无线通信系统。使用场效应管(FET)设计了一种开关型紫外LED驱动电路,可以迅速控制恒流驱动的LED电路的通断。设计了信号处理电路,探测器信号经过放大后与阀值电压进行比较,可以减少噪声信号的影响。搭建成功基于β-Ga_2O_3薄膜的日盲型紫外通信系统,该系统可以对探测器性能进行测试验证,为探测器的实际应用提供了一个良好的平台。(本文来源于《浙江理工大学》期刊2017-06-08）
刘波,袁凤坡,尹甲运,盛百城,房玉龙[5]（2012）在《AlGaN基p-i-n型日盲紫外探测器材料的研制》一文中研究指出采用金属有机气相外延(MOCVD)方法在(0001)面蓝宝石衬底上生长了AlN和高铝组分AlGaN材料。通过优化AlN和AlGaN材料的生长温度、生长压力和Ⅴ族元素/Ⅲ族元素物质的量比(nⅤ/Ⅲ)等工艺条件,得到了高质量的AlN和高铝组分AlGaN材料。AlN材料X射线双晶衍射ω(002)半宽为74 arcsec,透射光谱测试带边峰位于205 nm,带边陡峭;Al组分为45%的AlGaN材料X射线双晶衍射ω(002)半宽为223 arcsec,透射光谱测试带边峰位于272 nm,带边陡峭。采用此外延工艺方法生长了AlGaN基p-i-n型日盲紫外探测器材料并进行了器件工艺流片,研制出AlGaN基p-i-n型日盲紫外探测器,响应峰值波长为262 nm,在零偏压下的峰值响应度达到0.117 A/W。(本文来源于《半导体技术》期刊2012年04期）
康伟[6]（2012）在《AlGaN基p-i-n型日盲紫外探测器结构材料的生长与表征》一文中研究指出近年来，紫外探测技术在制导、预警、生化等方面得到了广泛的应用。AlGaN材料属直接带隙半导体材料，截止波长可调，覆盖200~365nm波段，化学稳定性好，是制作紫外探测器的理想材料。AlGaN基p-i-n型紫外探测器因其漏电流小、响应速度快、量子效率高等优势，成为国内外的研究热点。但是，由于缺少与AlGaN材料匹配的衬底，AlGaN材料的晶体质量一直限制着紫外探测器性能的进一步提高。高Al组分的AlGaN材料的生长以及掺杂，是AlGaN基日盲紫外探测器研究与制备的基础。本文利用金属有机化学气相沉积的方法，成功获得了高Al组分(0.4~0.65)的n型AlGaN和AlGaN基p-i-n型结构材料，为AlGaN基p-i-n型日盲紫外探测器制备奠定了材料基础。在课题研究过程中，本文主要获得了以下一些有意义和有创新性的研究结果：(1)通过对Al0.4Ga0.6N进行n型掺杂研究得出，n-Al0.4Ga0.6N的电子浓度随SiH4流量的增加而减少，其主要是因为过高的掺杂流量在材料中引入大量的受主缺陷态与电子发生补偿。n-Al0.4Ga0.6N的迁移率随电子浓度的增加先升高后降低，表明位错散射和杂质散射作用对电子迁移率的限制分别占主导因素。(2)通过研究Al组分的饱和现象，表明在特定的反应条件下，Al原子与Ga原子的活性不同对AlGaN生长的特殊影响：当TMA源流量增加时，AlGaN材料的Al组分并没有随之增加。结合Al组分的饱和现象，通过降低TEG源流量，成功获得了高Al组分(0.4~0.65)的n-AlGaN材料，得到n-Al0.65Ga0.35N材料的电子浓度为0.9×1018cm-3，迁移率达到22.8cm2/Vs。(3)通过研究不同Al组分的AlGaN窗口层对n-Al0.4Ga0.6N材料的影响得出，相对于单层n-Al0.4Ga0.6N的生长来说，窗口层的插入增加了n-Al0.4Ga0.6N薄膜的压应力、位错密度，是造成n-Al0.4Ga0.6N晶体质量变差的主要原因。而n-Al0.4Ga0.6N的表面形貌随着SiH4流量的增加逐渐变差。当窗口层Al组分小于0.4时，SiH4流量的增加是造成n-Al0.4Ga0.6N电导率下降的主要原因。当窗口层Al组分大于0.4时，窗口层的插入是造成n-Al0.4Ga0.6N电导率下降的主要原因。(4)通过p型GaN的掺杂及其优化，最终采用金属有机化学气相沉积技术成功制备出AlGaN基p-i-n型日盲紫外探测器结构材料，紫外探测器材料的截止波长为267nm，400nm处光透过率基本接近80%，为后续制备AlGaN基p-i-n日盲紫外探测器件打下了坚实的材料基础。(本文来源于《华中科技大学》期刊2012-01-01）
张吉英,蒋大勇,鞠振刚,申德振,姚斌[7]（2008）在《用于日盲波段的MgZnO薄膜材料和紫外探测器》一文中研究指出考虑ZnO优秀的物理和化学性能以及由于生长温度低而具有更低的缺陷密度从而易于实现高的光电器件效率等特点,本文采用射频磁控溅射和金属有机化学汽相沉积(MOCVD)方法在石英及蓝宝石衬底上生长了立方结构MgZnO薄膜,制备了MgZnO的MSM型紫外探测器。该器件实现了在日盲(太阳盲)波段的光响应,典型的光响应峰值分别在225和250 nm,截止边为230和273 nm。(本文来源于《中国光学与应用光学》期刊2008年Z1期）
梁栋[8]（2008）在《AlGaN日盲紫外探测器材料生长及表征》一文中研究指出Al_xGa_(1-x)N半导体材料有着广泛的用途,其中之一是在紫外探测器制作中的应用。Al_xGa_(1-x)N的带隙从3.4eV到6.2eV,对应的波长范围从365nm到200nm,覆盖了光谱中主要的紫外区。要达到日盲型紫外探测(截止波长小于280nm),必须使用Al组分高于40%的AlGaN材料作为有源层,作为窗口层的AlGaN材料更需要达到60%左右。由于高Al组分的AlGaN材料生长过程中存在着强气相预反应,因此随着Al组分增加,AlGaN材料的外延生长难度增大,材料晶体质量下降。另外,Al-N键和Ga-N键的键能差别很大,造成晶体生长时Al原子和Ga原子具有不同的表面迁移率,加剧了外延生长难度。本论文采用低温和高温AlN复合缓冲层的方法利用LP-MOCVD在蓝宝石衬底上外延生长AlGaN/AlN结构,进行了表面形貌和晶体质量、以及应变分析、后期器件制作的初步研究等。(本文来源于《长春理工大学》期刊2008-04-01）
日盲材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着科技的发展,紫外探测技术被广泛地应用于军事和民用领域。AlGaN日盲紫外探测器具有全固态、本征截止、工作电压小、物理化学性质稳定等优点。而且,AlGaN材料具有直接宽带隙,带隙宽度从3.4-6.2 eV连续可调,覆盖了日盲紫外波段,是制作日盲紫外探测器的理想材料。在传统的研究中,AlGaN日盲紫外探测器多采用PIN结构,虽然其暗电流低、响应速度快,适合制备与Si基读出电路混合集成的焦平面阵列。但是,由于PIN结构中,高Al组分的AlGaN材料不仅p型掺杂困难,而且掺入的受主镁原子的激活能很高,难于获得高性能p-AlGaN材料;在异质外延生长时,由于外延材料与衬底间的晶格常数和热膨胀系数差异,导致晶格失配和热失配较严重;此外,金属电极很难在p型AlGaN材料上形成良好的欧姆接触,不利于光生载流子的输运和提取等缺点。这些因素都是严重制约着其发展的根源。尽管p-GaN材料可以克服p-AlGaN材料电学性能差的缺点,并解决光生载流子的输运难问题,但是p-GaN材料在近紫外区有响应,这不符合日盲紫外探测器的要求。所以,我们提出采用背照射MIS结构制作AlGa N日盲紫外探测器,其不仅具有与PIN结构相类似的优点,而且可以避免p-AlGaN材料带来的技术瓶颈。然而,肖特基结构探测器存在内部电场低,耗尽区较窄的问题,导致其响应度和量子效率较低。本文从调节异质界面极化电场和调节光吸收区内部电场的角度,围绕提高MIS结构AlGaN日盲紫外探测器的响应度和量子效率展开研究。采用MOCVD外延生长,首先在C面蓝宝石衬底上生长高质量的AlN缓冲层。然后,在传统MIS材料结构的基础上,提出在异质界面处引入Al组分渐变的n-Al_xGa_(1-x)N薄层,调节异质界面的极化电场。同时在光吸收层内引入同Al组分的n-AlGaN薄层,调节光吸收区的内部电场,并且通过模拟与实验相结合进行验证。此外,我们还通过不同肖特基接触金属电极对比实验,优化了MIS结构器件的光电特性。研究过程取得主要成果如下:1、在传统“两步生长法”的基础上,提出中温AlN插入层法,有效阻挡了在低温缓冲层中形成的位错的继续延伸,释放应力,获得了高质量AlN模板。2、在异质界面处,生长Al组分渐变的n-Al_xGa_(1-x)N薄层,调节异质界面极化电荷密度,降低异质界面的极化电场强度,从而有效降低了器件的暗电流。与此同时,Al组分渐变层的引入也有效的释放了光吸收层的应力,提高了光吸收层AlGaN材料晶体质量。3、提出在本征光吸收层内,引入同质的n-AlGaN薄层材料,有效提高了光吸收层内部电场。而光吸收区内部电场的提高,将有助于光生载流子的运输和分离,从而改善MIS结构器件光电特性。4、通过不同肖特基接触金属电极对MIS结构器件光电特性影响的对比实验,进一步优化了MIS结构器件的光电性能,其光谱响应范围介于255-280nm之间,0V偏压下的峰值响应度为0.115A/W@270nm,相应的外量子效率达53%,紫外/可见光抑制比为10~3数量级;在3V反向偏压下的响应度为0.154A/W,相应的外量子效率达70.6%,其响应速度约为24μs。该论文的研究结果为克服PIN结构中高Al组分的p-AlGaN材料带来的问题奠定了基础。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
日盲材料论文参考文献
[1].蒋科.AlGaN材料类同质外延生长及日盲紫外探测器研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2019
[2].韩五月.背照射MIS结构AlGaN日盲紫外光电探测器材料生长与光电特性研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2018
[3].王保光,田文怀.日盲紫外光电阴极用碲合金蒸发材料研究[J].稀有金属.2018
[4].吴杰涛.基于β-Ga_2O_3材料的“日盲型”紫外光通信应用研究[D].浙江理工大学.2017
[5].刘波,袁凤坡,尹甲运,盛百城,房玉龙.AlGaN基p-i-n型日盲紫外探测器材料的研制[J].半导体技术.2012
[6].康伟.AlGaN基p-i-n型日盲紫外探测器结构材料的生长与表征[D].华中科技大学.2012
[7].张吉英,蒋大勇,鞠振刚,申德振,姚斌.用于日盲波段的MgZnO薄膜材料和紫外探测器[J].中国光学与应用光学.2008
[8].梁栋.AlGaN日盲紫外探测器材料生长及表征[D].长春理工大学.2008