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正电子湮没谱学研究半导体材料微观结构的应用进展
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TN304[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]中国科学院高能物理研究所,北京100049, [2]武汉科技大学理学院,武汉430000
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:0275076,10575112,60606011,10835006,11175191,11475193,11475197,11575205,11505192)资助的课题
中文摘要:

正电子湮没谱学技术在研究材料微观缺陷、微观结构方面有着独特的优势,尤其是在针对阳离子空位等负电性空位型缺陷的研究中,可以获取材料内部微观缺陷的种类与分布的关键信息.正电子湮没寿命和多普勒展宽能谱是正电子湮没谱学的最基本的分析方法,在半导体材料的空位形成、演化机理以及分布等研究方面能够发挥独特的作用;此外,慢正电子束流技术在半导体薄膜材料的表面和多层膜材料的界面的微观结构和缺陷的深度分布的研究中有广泛的应用.通过正电子技术所得到的微观结构和缺陷、电子密度和动量分布等信息对研究半导体微观结构、优化半导体材料的工艺和性能等方面有着指导作用.本文综述了正电子湮没谱学技术在半导体材料方面的应用研究进展,主要围绕正电子研究平台在半导体材料微观缺陷研究中对材料的制备工艺、热处理、离子注入和辐照情况下,各种缺陷的微观结构的表征及其演化行为的研究成果展开论述.

英文摘要:

Positron annihilation spectroscopy has unique advantage for detecting the micro-defects and microstructures in materials, especially for investigating the negatively charged defects such as cation vacancies in semiconductors. It is a powerful tool to characterize the important features for vacancy-type defects localized electron states within the forbidden energy gap and cation vacancy which provides the key information about the type and distribution of microdefects. Positron annihilation lifetime and Doppler broadening spectroscopy are the major methods of analyzing the vacancy formation, evolution and distribution mechanism. Importantly, the slow positron beam technique can provide the dependences of surface, defect and interface microstructure information on depth distribution in semiconductor thin film. Vacancy and impurity elements can change the ambient electron density in material. They also induce the middle band, which will have dramatic effects on optical and electrical performance. And the variation of electron density will exert furtherinfluences on the positron-electron annihilation mechanism and process. For the fundamental experiments in semiconductors, fabrication technology, thermal treatment, ion implantation/doping, irradiation etc,positron annihilation spectroscopy technology has been extensively applied to detecting the detailed electron density and momentum distribution, and gained the information about microstructure and defects. It can guide the fundamental researches in experiment and give optimal design of the technology and properties about semiconductors. In principle,defect concentrations can be derived and an indication can be obtained about the nature of the defect. Results are presented showing that cation vacancies can be easily detected. Also charge states and defect levels in the band gap are accessible. By combining the positron annihilation spectroscopy with optical spectroscopies or other experimental methods, it is possible to give detailed identifications of the defects an

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876