超晶格

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超晶格英语superlattice)是两种或多种材料构成的周期性交替层结构。通常每一层的厚度在几个纳米的数量级。20世纪初,人们通过X射线衍射发现了超晶格的现象。

1970年美国IBM实验室的江崎和朱兆祥提出了超晶格的概念.他们设想如果用两种晶格匹配很好的半导体材料交替地生长周期性结构,每层材料的厚度在100nm以下,如图所示,则电子沿生长方向的运动将会产生振荡,可用于制造微波器件.他们的这个设想两年以后在一种分子束外延设备上得以实现.可见,超晶格材料是两种不同组元以几个纳米到几十个纳米的薄层交替生长并保持严格周期性的多层膜,事实上就是特定形式的层状精细复合材料。

超晶格又分以下几种 1.组分超晶格:在超晶格结构中,如果超晶格的重复单元是由不同半导体材料的薄膜堆垛而成的 叫做组分超晶格 2.掺杂超晶格:在同一种半导体中,用交替地改变掺杂类型的方法做成的新型人造周期性半导体结构的材料 掺杂超晶格的优点:任何一种半导体材料只要很好控制掺杂类型都可以做成超晶格;多层结构的完整性非常好,由于掺杂量一般比较小,杂质引起的晶格畸变也较小,掺杂超晶格中没有像组分超晶格那样明显的异质界面;掺杂超晶格的有效能量隙可以具有从零到位调制的基体材料能量隙之间的任何值,取决于各分层厚度和掺杂浓度的选择。 3.多维超晶格 4.应变超晶格

参考文献[编辑]

  • H.T. Grahn, "Semiconductor Superlattices", World Scientific (1995).
  • Ivan K. Schuller, "A New Class of Layered Materials", Phys. Rev. Lett. 44, 1597 (1980).[1]
  • Morten Jagd Christensen, "Epitaxy, Thin Films and Superlattices", Risø National Laboratory, (1997).[2]
  • C. Hamaguchi, "Basic Semiconductor Physics", Springer (2001).
  • A. Wacker, Phys. Reports 357 (2002).
  • H.J. Haugan, et al. InAs/GaSb type-II superlattices for high performance mid-infrared detectors (Journal of Crystal Growth. Volume 278, Issues 1-4, 1 May 2005, Pages 198-202)[3]

延伸阅读[编辑]