c}≥'第15卷第2期1996年4月红外与毫米波学报J.
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1996Hg一CdTe液相外延薄膜的光致发光L监V褚君浩陈新强曹菊英唐文国汤定元麓Te关麓调光荧光,H商一cd,j茛相外廷.
/^/)'0一H8~采用Hg回流垂直浸渍液相外延系统生长Hg一dJe薄膜,这种系统可生长大面积、组份均匀、表面形貌好的样品,且溶液的Hg压容易控制0].
生长衬底为(111)面的CdTe或·CdZnTe,面积为18ram*20ram,采用竖直进出片、水平生长的夹具固定衬底,即样品的下降与拉起都是在竖直方向,而生长则在水平方向.
在水平方向生长可使外延层的组份和厚度均匀,而以垂直方式脱离生长溶液可以减少母液粘连口].
生长结束后,样品在富Hg气氛下原位退火6h,使材料的导电类型变为弱P型.
退火后77K时的P型载流子浓度≈1*l0cm_.
,迁移率150cm/Vs.
进行PL测试前,外延薄膜样品经抛光和腐蚀处理后,然后放入可控温的Oxford1204液氦杜瓦瓶中,用514nm的Ar+激光激发样品正表面,产生的荧光信号经抛物面镜收集后用Nicolet800傅里叶变换光谱仪分析.
2结果与讨论由于Hg一Je外延样品普遍存在着纵向组份的不均匀性.
而荧光测量反映的是样品表面的信息.
为了准确地解释实验结果,可用拟合红外透过率方法求出外延样品的表面组份,以便对PL信号进行分析.
本文1995年6月8日收到维普资讯http://www.
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U外物理雷家安墨皇室雹上海.
2∞OS3)A摘要用红外光荣圭测量分析了到g,_,Cd.
Te*相外廷薄摸的发光特性,观察踹柑子及辈鳝激于发光当#廷是减薄至2多.
m后,且信号的峰位辑:肯离能jj向移稽,这是由于外廷薄摸纵向组t睡不均匀引起传-美幢部光荧光.
Hgl-:rCd,.
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主i言一时~Gire-二7人ID辛26TN21JHgl_rCda:Te是研制红外探望睡器的重要材抖,液格外延是一种较为成熟豹生沃Hg,-.
O:IxTe薄膜的工艺,目前最好佳能的512X512元红外焦平面列阵探测器就是用波相外廷Hgt_xCd.
Tε材料研梢的问,液栩外延技术现已成为各胃红外研究中的重要手段,光致发光(PU光谱测量可用于检测材料约杂质、缺陷及晶体质量,我们用垂直浸溃液θ相外延技术生盯Hg,-xO:lxTe辄并用光荧光满量方法分析了肌叫根外延样品的发光待俭,1实验内容采用Hg囹流垂直浸溃液根外延系统生妖Hg三xCdxTe薄膜这种系统可生长大面积、组份均匀、表面形貌好的样品,亘溶渡的Hg压容易控制出,生t支持底为(11)面前O:ITe或O:IZnTe.
面积为18mrnX20m血,采用竖直迸出片、水平生长韵夹具题定衬底,那样品约下降与拉起都是在竖直方向,雨生长则在水平方向,在水乎方向生挺可使外延层的组份和厚度均匀,而以垂直方式磁离生沃榕液可以减少母液粘连[巧,生t主结束后,样品在富Hg气氛下原位返火蚀,使材料的导电类型变为弱p型,退火后77瓦时约p型载流子被度户电1X10"C回寸,迁移事>150crn'jVs.
进行PL测试前,外延薄朦样品经撞光和腐蚀处理后,然后放入可按温韵.
xfocd1204液氮杜瓦瓶中.
用514n固的Ac+激光激发挥品正表霄,产生的荧光信号经掘物面镜收集活用Nicolet800傅里叶变换光谱仪分析.
z结果与讨论由于Hg'_xO:l,Te外延样品普遍存在着纵向组份的不均匀俭,丽荧光测量反族的是样品表面的信息,为了准确地解事事实验结果可用拟合红外透过事方法[4,5]求出外延样品的表面每份,以便对PL信号进行分析幸文四95年6Jl8a收到一一一→-一--一一-一-←一~一→止一-缸外与毫米波学报15卷外延薄膜在300K和77K的(a)红外透射曲线和(b)拟合得到的纵向组份分布.
Fig-1Infraredtransmissionfa)andthef~tedcomposition—in-depthprofile(b)ofp-typeHgCdTeliquidphaseepitaxialfilmat300Kand77K根据Hougen模型啪,当一束光照射到HgCdTe外延层/CdTe村底两层结构的样品表面时,其透过率,.
为TI,3一器.
㈨其中R.
、R、Rs分别是3个界面的反射率是外延层吸收率,与薄膜纵向组份分布有关啪.
HgdTe外延薄膜的纵向组份分布可表示为]z():l+4墨(±+('+)一,(2)z/Az)z)——十【'十卜一,(2)式中是外延层离开衬底的距离,0^:是拟合参数,≈与外延层表面组份有关,:与过渡区宽度有关,与外延层组份的纵向变化率有关.
这3个参数可通过拟合室温红外透过率的吸收边及本征吸收区得到嘲.
式(1)和(2)对用MBE、LPE、MOCVD等外延技术生长的Hg一e外延样品均适用.
图2p型Hg~CTe液相外延薄膜样品的变沮光荧光谱(激光功率户=100roW,样品表面组份=0.
413)Fig.
2Variah[e-temperat~xephoto[uminesceneeolP—typeHgl一Cd~Teliquidphaseepitaxialfilm(thesurfacecompositionotepilayerisj0.
413)图1(a)为PL测量使用的P型Hg一cdzTe液相外延薄膜样品在300K和771l.
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TeLPEFILMSLiBiaoChangYongChuJunhaoChenXinqiangCanJuyingTangWenguoTangDingyuan(Nat/ona/Laborato~forInfraredPhysics,ShahaiInstitute.
,TechnicalPhysicsChineseAcademySllences,Shanghai~00083.
c^)AbstractTheinfraredphotoluminescenseofHg1一cdTeLPEfilmswaspresented.
Thelocalizedexeiton(LX)andboundexeiton(BX)wereobservedfromthePLmeasuement.
Afterreducingtheepilayerthicknesstoabout2/tm,themovementofPLpeaktohigherenergysideoccurred.
whichwasascribedtothenon—uniformity0{longitudinalcompositionofHg1一Cdr1-eepilayer.
Keywordsphotolumiuescence,Hg1--xCd"re,liquidphaseepitaxy.
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