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宽禁带半导体金刚石辐照缺陷的光致发光与光致变色 版权信息
- ISBN：9787030576651
- 条形码：9787030576651 ; 978-7-03-057665-1
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
宽禁带半导体金刚石辐照缺陷的光致发光与光致变色 内容简介
本书采用透射电镜近阀能辐照技术, 对IIa型、IIb型、Ia型、Ib型等多种金刚石进行电子辐照以形成孤立的本征缺陷, 通过研究光致发光光谱中光学中心的振动光谱、扩散情况, 以及应力、杂质、紫外照射对光学中心强度与分裂情况的影响, 结合同位素辅助技术, 根据同位素引起缺陷质量变化而造成局部振动模偏移的特征, *后阐明金刚石光学中心对应的缺陷结构及电荷状态, 并揭示其光致变色机理, 为金刚石半导体器件制备及性能调控提供理论基础。
宽禁带半导体金刚石辐照缺陷的光致发光与光致变色 目录
目录
前言
第1章 金刚石的基本性质 1
1.1 金刚石的分类 1
1.2 金刚石的结构 2
1.3 金刚石的性质及应用 2
1.4 金刚石的生长 3
1.4.1 高温高压法 3
1.4.2 化学气相沉积法 5
1.4.3 金刚石的硼掺杂 5
1.5 光学中心的命名 5
1.6 国内外研究现状分析 6
1.6.1 辐照金刚石 6
1.6.2 光致发光技术 7
1.7 本书的研究内容 7
第2章 金刚石的理论基础 8
2.1 结晶学及能带理论 8
2.1.1 晶格 8
2.1.2 晶向与米勒指数 8
2.1.3 倒易点阵与布里渊区 8
2.1.4 禁带的产生 10
2.1.5 施主与受主 12
2.1.6 声子与Raman 散射 13
2.2 电子辐照 14
2.2.1 优势 14
2.2.2 电子能量 15
2.2.3 电子渗透的深度 15
2.2.4 电子剂量 16
2.2.5 辐照区域 16
2.3 金刚石点缺陷 16
2.3.1 本征点缺陷 16
2.3.2 杂质缺陷 18
2.3.3 热激活能 20
2.4 光致发光与光学跃迁 20
2.4.1 光致发光 20
2.4.2 辐射跃迁 21
2.4.3 Huang-Rhys 因子 23
2.4.4 Jahn-Teller 效应 24
2.4.5 振动结构与局部振动模 25
2.5 外加场的作用 26
第3章 金刚石辐照缺陷引入与表征 27
3.1 金刚石试样的制备 27
3.2 透射电子显微镜 28
3.3 低温PL 光谱及Raman 光谱 29
3.3.1 低温冷却 30
3.3.2 Renishaw 激光共聚焦显微Raman 光谱仪 30
3.4 激光共聚焦显微Raman 光谱仪的校正 31
3.5 WiRETM 软件 32
3.5.1 软件的设置 32
3.5.2 光谱的采集 33
3.5.3 线扫描与面扫描 33
3.5.4 曲线的拟合 34
3.6 退火 35
第4章 Ⅱa 型金刚石辐照缺陷的光致发光与光致变色 36
4.1 引言 36
4.2 光学中心 38
4.2.1 Raman 峰 41
4.2.2 3H 中心 41
4.2.3 GR1 中心 43
4.2.4 515.8nm、533.5nm 及580nm中心 44
4.3 实验条件的影响 46
4.3.1 辐照电子剂量 47
4.3.2 剂量速率 49
4.3.3 辐照温度 51
4.3.4 辐照电压 51
4.3.5 测试温度 54
4.3.6 局部应力 55
4.4 紫外激光激发与光致变色 58
4.5 光学中心的空间分布 60
4.5.1 辐照平面方向 60
4.5.2 深度方向 62
4.6 退火 66
4.7 扫描电子显微镜 74
第5章 Ⅰ型金刚石辐照缺陷的光致发光与光致变色 77
5.1 引言 77
5.2 光学中心 81
5.3 紫外激光激发与光致变色 85
5.4 退火 89
5.5 扫描电子显微镜 94
5.6 杂质氮在晶体中的分布情况 97
5.7 缺陷结构与电荷状态 102
5.7.1 3H 中心 102
5.7.2 515.8nm、533.5nm 与580nm 中心 104
5.7.3 523.7nm 中心与626.3nm 中心 105
5.8 NV 中心的相互转化 107
第6章 Ⅱb 型金刚石辐照缺陷的光致发光及光致变色 108
6.1 引言 108
6.2 光学中心 113
6.2.1 635.7nm 中心 114
6.2.2 666.0nm 中心 115
6.2.3 648.1nm 中心 116
6.2.4 其他光学中心 117
6.3 光致变色及热致变色 117
6.4 扫描电子显微镜 124
6.5 缺陷结构模型 126
6.5.1 635.7nm/666.0nm 中心(DB1中心) 126
6.5.2 648.1nm 中心 127
6.6 光致变色与热致变色 127
第7章 总结 129
参考文献 132
彩图
前言
第1章 金刚石的基本性质 1
1.1 金刚石的分类 1
1.2 金刚石的结构 2
1.3 金刚石的性质及应用 2
1.4 金刚石的生长 3
1.4.1 高温高压法 3
1.4.2 化学气相沉积法 5
1.4.3 金刚石的硼掺杂 5
1.5 光学中心的命名 5
1.6 国内外研究现状分析 6
1.6.1 辐照金刚石 6
1.6.2 光致发光技术 7
1.7 本书的研究内容 7
第2章 金刚石的理论基础 8
2.1 结晶学及能带理论 8
2.1.1 晶格 8
2.1.2 晶向与米勒指数 8
2.1.3 倒易点阵与布里渊区 8
2.1.4 禁带的产生 10
2.1.5 施主与受主 12
2.1.6 声子与Raman 散射 13
2.2 电子辐照 14
2.2.1 优势 14
2.2.2 电子能量 15
2.2.3 电子渗透的深度 15
2.2.4 电子剂量 16
2.2.5 辐照区域 16
2.3 金刚石点缺陷 16
2.3.1 本征点缺陷 16
2.3.2 杂质缺陷 18
2.3.3 热激活能 20
2.4 光致发光与光学跃迁 20
2.4.1 光致发光 20
2.4.2 辐射跃迁 21
2.4.3 Huang-Rhys 因子 23
2.4.4 Jahn-Teller 效应 24
2.4.5 振动结构与局部振动模 25
2.5 外加场的作用 26
第3章 金刚石辐照缺陷引入与表征 27
3.1 金刚石试样的制备 27
3.2 透射电子显微镜 28
3.3 低温PL 光谱及Raman 光谱 29
3.3.1 低温冷却 30
3.3.2 Renishaw 激光共聚焦显微Raman 光谱仪 30
3.4 激光共聚焦显微Raman 光谱仪的校正 31
3.5 WiRETM 软件 32
3.5.1 软件的设置 32
3.5.2 光谱的采集 33
3.5.3 线扫描与面扫描 33
3.5.4 曲线的拟合 34
3.6 退火 35
第4章 Ⅱa 型金刚石辐照缺陷的光致发光与光致变色 36
4.1 引言 36
4.2 光学中心 38
4.2.1 Raman 峰 41
4.2.2 3H 中心 41
4.2.3 GR1 中心 43
4.2.4 515.8nm、533.5nm 及580nm中心 44
4.3 实验条件的影响 46
4.3.1 辐照电子剂量 47
4.3.2 剂量速率 49
4.3.3 辐照温度 51
4.3.4 辐照电压 51
4.3.5 测试温度 54
4.3.6 局部应力 55
4.4 紫外激光激发与光致变色 58
4.5 光学中心的空间分布 60
4.5.1 辐照平面方向 60
4.5.2 深度方向 62
4.6 退火 66
4.7 扫描电子显微镜 74
第5章 Ⅰ型金刚石辐照缺陷的光致发光与光致变色 77
5.1 引言 77
5.2 光学中心 81
5.3 紫外激光激发与光致变色 85
5.4 退火 89
5.5 扫描电子显微镜 94
5.6 杂质氮在晶体中的分布情况 97
5.7 缺陷结构与电荷状态 102
5.7.1 3H 中心 102
5.7.2 515.8nm、533.5nm 与580nm 中心 104
5.7.3 523.7nm 中心与626.3nm 中心 105
5.8 NV 中心的相互转化 107
第6章 Ⅱb 型金刚石辐照缺陷的光致发光及光致变色 108
6.1 引言 108
6.2 光学中心 113
6.2.1 635.7nm 中心 114
6.2.2 666.0nm 中心 115
6.2.3 648.1nm 中心 116
6.2.4 其他光学中心 117
6.3 光致变色及热致变色 117
6.4 扫描电子显微镜 124
6.5 缺陷结构模型 126
6.5.1 635.7nm/666.0nm 中心(DB1中心) 126
6.5.2 648.1nm 中心 127
6.6 光致变色与热致变色 127
第7章 总结 129
参考文献 132
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