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InGaAs/InAlAs光电导太赫兹发射天线的制备与表征
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作者 陈益航 杨延召 +11 位作者 张桂铭 徐建星 苏向斌 王天放 余红光 石建美 吴斌 杨成奥 张宇 徐应强 倪海桥 牛智川 《太赫兹科学与电子信息学报》 2023年第12期1403-1409,1416,共8页
光电导天线作为太赫兹时域光谱仪产生与探测太赫兹辐射的关键部件,具有重要的科研与工业价值。本文采用分子束外延(MBE)方法制备InGaAs/InAlAs超晶格作为1550 nm光电导天线的光吸收材料,使用原子力显微镜、光致发光、高分辨X射线衍射等... 光电导天线作为太赫兹时域光谱仪产生与探测太赫兹辐射的关键部件,具有重要的科研与工业价值。本文采用分子束外延(MBE)方法制备InGaAs/InAlAs超晶格作为1550 nm光电导天线的光吸收材料,使用原子力显微镜、光致发光、高分辨X射线衍射等方式验证了材料的高生长质量;通过优化制备条件得到了侧面平整的台面结构光电导天线。制备的光电导太赫兹发射天线在太赫兹时域光谱系统中实现了4.5 THz的频谱宽度,动态范围为45 dB。 展开更多
关键词 太赫兹时域光谱仪 光电导天线 分子束外延 InGaAs/InAlAs超晶格
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2~5μm InAs/GaSb超晶格红外探测器 被引量:1
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作者 徐应强 汤宝 +2 位作者 王国伟 任正伟 牛智川 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期1403-1406,共4页
采用分子束外延方法在GaSb和GaAs衬底上生长了不同周期厚度的InAs/GaSb高质量II型能带结构超晶格红外探测器,其探测波长覆盖2~5μm红外波段。采用高分辨透射电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射测试、室温与低温光电流响应谱及室温... 采用分子束外延方法在GaSb和GaAs衬底上生长了不同周期厚度的InAs/GaSb高质量II型能带结构超晶格红外探测器,其探测波长覆盖2~5μm红外波段。采用高分辨透射电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射测试、室温与低温光电流响应谱及室温与低温光荧光谱等多种测试手段检验了分子束外延生长在不同衬底上的超晶格材料质量与光学质量。该材料用于制造2~5μmGaAs基与GaSb基InAs/GaSb超晶格红外探测器。在77K温度下,2μm波段GaAs基InAs/GaSb超晶格红外探测器探测率为4×10^9cm·Hz^1/2/w,5μm波段GaSb基InAs/GaSb超晶格红外探测器探测率为1.6×10^100cm·Hz^1/2/W。 展开更多
关键词 INAS/GASB超晶格 红外探测器 分子束外延
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液氮生态系统与中国现代能源体系构建
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作者 徐应强 《学术前沿》 CSSCI 北大核心 2022年第13期66-75,共10页
碳达峰、碳中和“30·60目标”成为我国新时期高质量发展的关键目标,事关今后几十年的经济增长模式和产业结构、能源结构调整,对消费模式、生活方式及生态建设有深刻影响。液氮作为一种新能源介质,不仅可以用于发电、汽车发动机、... 碳达峰、碳中和“30·60目标”成为我国新时期高质量发展的关键目标,事关今后几十年的经济增长模式和产业结构、能源结构调整,对消费模式、生活方式及生态建设有深刻影响。液氮作为一种新能源介质,不仅可以用于发电、汽车发动机、数据中心散热、化石燃料降碳、超导输电,而且也可广泛应用于国防军工、科学研究、临床医学等领域,从而形成一个节能—储能—产能—输能的碳达峰一体化生态。这样一个液氮生态系统,在实现不受限地理条件储能的同时,带动了我国其他领域,诸如红外焦平面、低温电路、超算芯片、半导体大型生产设备、医疗技术、新能源汽车、量子计算等的发展,拓展了盈利模式,建立了多元收益方式,实现了储能产业规模化发展,为构建我国液氮新能源体系提供了一种全新的思路,对全面构建我国现代能源体系有着重要意义。 展开更多
关键词 碳达峰 储能 液氮生态系统 能源体系
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1.3μm Ga In NAs量子阱 RCE光探测器(英文) 被引量:6
4
作者 张瑞康 钟源 +5 位作者 徐应强 张纬 黄永清 任晓敏 潘钟 林耀望 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期303-307,共5页
采用配有 dc- N plasma N源的分子束外延 (MBE)技术在 Ga As衬底上生长制作了工作波长为 1 ,3 μm的 Ga In NAs量子阱 RCE探测器 .采用传输矩阵法对器件结构进行优化 .吸收区由三个 Ga In NAs量子阱构成 ,并用湿法刻蚀和聚酰亚胺对器件... 采用配有 dc- N plasma N源的分子束外延 (MBE)技术在 Ga As衬底上生长制作了工作波长为 1 ,3 μm的 Ga In NAs量子阱 RCE探测器 .采用传输矩阵法对器件结构进行优化 .吸收区由三个 Ga In NAs量子阱构成 ,并用湿法刻蚀和聚酰亚胺对器件进行隔离 .在零偏压下 ,器件最大的量子效率为 1 2 %,半峰值全宽 (FWHM)为 5 .8nm,3 d B带宽为 3 0 MHz,暗电流为 2× 1 0 - 11A.通过对 MBE生长条件和器件结构的优化 ,将进一步提高该器件的性能 . 展开更多
关键词 GaInNAs量子阱 RCE光探测器 分子束外延 量子效应 结构优化 镓铟氮砷量子阱
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GaAs基GaSb体材料及InAs/GaSb超晶格材料的MBE生长 被引量:5
5
作者 郝瑞亭 徐应强 +2 位作者 周志强 任正伟 牛智川 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1088-1091,共4页
采用分子束外延方法在GaAs(100)衬底上生长GaSb体材料,以此GaSb为缓冲层生长了不同InAs厚度的InAs/GaSb超晶格,其10K光致发光谱峰值波长在2.0~2.6μm.高分辨透射电子显微镜观察证实超晶格界面清晰,周期完整.
关键词 分子束外延 GAAS GASB INAS/GASB超晶格
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大功率高效率2μm锑化镓基量子阱激光器(英文) 被引量:6
6
作者 廖永平 张宇 +6 位作者 杨成奥 黄书山 柴小力 王国伟 徐应强 倪海桥 牛智川 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期672-675,共4页
通过MBE外延系统生长了2μmGaSb基AlGaAsSb/InGaSbI型量子阱激光器,并制备了宽面条形波导激光器件,在20℃工作温度下,器件最大连续激射功率达到1.058W,当注入电流为0.5A时,峰值波长为1.977μm,最大能量转换效率为20.2%,在脉冲频率为1000... 通过MBE外延系统生长了2μmGaSb基AlGaAsSb/InGaSbI型量子阱激光器,并制备了宽面条形波导激光器件,在20℃工作温度下,器件最大连续激射功率达到1.058W,当注入电流为0.5A时,峰值波长为1.977μm,最大能量转换效率为20.2%,在脉冲频率为1000Hz,占空比为5%的脉冲工作模式下,最大激射功率为2.278W. 展开更多
关键词 大功率 激光二极管 中红外 量子阱
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InAs/GaSbⅡ型超晶格的拉曼和光致发光光谱 被引量:4
7
作者 郭杰 孙维国 +3 位作者 彭震宇 周志强 徐应强 牛智川 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期278-281,共4页
采用分子束外延(MBE)技术,在GaSb(100)衬底上外延生长晶体结构完整和表面平整的Ⅱ型超晶格InAs(1.2nm)/GaSb(2.4nm)。拉曼光谱表明:随着温度从70K升高至室温,由于热膨胀作用和光声子散射过程中的衰减,超晶格纵光学声子拉曼频移向低波数... 采用分子束外延(MBE)技术,在GaSb(100)衬底上外延生长晶体结构完整和表面平整的Ⅱ型超晶格InAs(1.2nm)/GaSb(2.4nm)。拉曼光谱表明:随着温度从70K升高至室温,由于热膨胀作用和光声子散射过程中的衰减,超晶格纵光学声子拉曼频移向低波数方向移动5cm-1,频移温度系数约为0.023cm-1/K。光致发光(PL)峰在2.4~2.8μm,由带间辐射复合和束缚激子复合构成,2.55μmPL峰随温度变化(15~150K)发生微小红移,超晶格中InAs电子带与GaSb空穴带带间距随温度变化比体材料的禁带宽度小。PL发光强度在15~50K随温度升高而升高,在60~150K则相反,并在不同温度段表现出不同的温度依赖关系。 展开更多
关键词 超晶格 INAS/GASB 拉曼光谱 光致发光 温度
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MBE方法在GaAs(001)衬底上外延生长GaSb膜 被引量:3
8
作者 郝瑞亭 申兰先 +5 位作者 邓书康 杨培志 涂洁磊 廖华 徐应强 牛智川 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期734-736,共3页
利用分子束外延方法(MBE)在GaAs(001)衬底上外延生长了GaSb薄膜,利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)、Hall效应(HallEffect)和低温光荧光谱(LTPL)等手段对薄膜的晶体质量、电学性能和光学质量进行了研究。发现直接生长... 利用分子束外延方法(MBE)在GaAs(001)衬底上外延生长了GaSb薄膜,利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)、Hall效应(HallEffect)和低温光荧光谱(LTPL)等手段对薄膜的晶体质量、电学性能和光学质量进行了研究。发现直接生长的GaSb膜表面平整,空穴迁移率较高。引入GaSb/AlSb超晶格可有效阻断进入GaSb外延层的穿通位错,对应的PL谱强度增强,材料的光学质量变好。 展开更多
关键词 GASB GAAS 分子束外延(MBE)
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GaSb衬底上分子束外延生长的低温GaSb薄膜的低缺陷表面(英文) 被引量:2
9
作者 郝瑞亭 任洋 +4 位作者 刘思佳 郭杰 王国伟 徐应强 牛智川 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期135-138,共4页
系统地研究了随着GaSb薄膜生长温度的降低,Sb/Ga(V/III)比的变化对薄膜低缺陷表面质量的影响.为了获得良好表面形貌的GaSb外延层,生长温度与V/III比均需要同时降低.当Sb源裂解温度为900℃时,生长得到低缺陷表面的低温GaS b薄膜的最佳生... 系统地研究了随着GaSb薄膜生长温度的降低,Sb/Ga(V/III)比的变化对薄膜低缺陷表面质量的影响.为了获得良好表面形貌的GaSb外延层,生长温度与V/III比均需要同时降低.当Sb源裂解温度为900℃时,生长得到低缺陷表面的低温GaS b薄膜的最佳生长条件是生长温度为在再构温度的基础上加60℃且V/III比为7.1. 展开更多
关键词 低缺陷 锑化镓 原子力显微镜 V/III比
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微机械可调谐滤波器的研制(英文) 被引量:2
10
作者 张瑞康 杨晓红 +7 位作者 周震 徐应强 张玮 杜云 黄永清 任晓敏 牛智川 吴荣汉 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期347-350,共4页
利用 Ga As/Al Ga As分布反馈 Bragg反射镜在 Ga As衬底上制作了一个微机械的调谐滤波器 .该器件在 7V调谐电压下调谐范围达 2 8nm.
关键词 微机械可调谐滤波器 波分复用 分布反馈Bragg反射镜 砷化镓
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长波段InAs/GaSb超晶格材料的分子束外延研究 被引量:5
11
作者 王国伟 牛智川 +2 位作者 徐应强 王娟 邢军亮 《航空兵器》 2013年第2期33-37,共5页
InAs/GaSb Ⅱ类超晶格作为红外探测材料具有优越的光电性能,其量子效率高,暗电流小,微带带隙可调,是第三代红外焦平面探测器的最优选材料。本文对长波段超晶格材料分子束外延技术进行了优化,设计了"两步法"界面控制技术,制备... InAs/GaSb Ⅱ类超晶格作为红外探测材料具有优越的光电性能,其量子效率高,暗电流小,微带带隙可调,是第三代红外焦平面探测器的最优选材料。本文对长波段超晶格材料分子束外延技术进行了优化,设计了"两步法"界面控制技术,制备了高质量的77 K光致发光(PL)、发光波长为8.54μm的长波段超晶格材料。研究了表面迁移率增强法外延长波段超晶格的缺陷形成机制和应变平衡机制,发现InSb界面在低温生长及过量淀积的情况下存在二维生长的特性。在上述方法基础上外延长波段超晶格红外探测器材料,利用标准工艺技术成功制备长波段PIN型红外探测器,其50%截止波长为8.72μm,峰值探测率达到了8.1×1010cm·Hz1/2/W。 展开更多
关键词 INAS GaSb超晶格 红外探测器 分子束外延 界面 应变
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快速热退火对高应变InGaAs/GaAs量子阱的影响 被引量:2
12
作者 苗振华 徐应强 +3 位作者 张石勇 吴东海 赵欢 牛智川 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1749-1752,共4页
用固态分子束外延技术生长了高应变In0.45Ga0.55As/GaAs量子阱材料.研究了快速热退火对高应变InGaAs/GaAs量子阱材料光学性质的影响.本文采用假设InGaAs/GaAs量子阱中的InGa原子扩散为误差函数扩散并解任意形状量子阱的薛定谔方程的方法... 用固态分子束外延技术生长了高应变In0.45Ga0.55As/GaAs量子阱材料.研究了快速热退火对高应变InGaAs/GaAs量子阱材料光学性质的影响.本文采用假设InGaAs/GaAs量子阱中的InGa原子扩散为误差函数扩散并解任意形状量子阱的薛定谔方程的方法,对不同退火温度下InGaAs/GaAs量子阱室温光致发光峰值波长拟合,得到了In原子在高应变InGaAs/GaAs量子阱中的扩散系数以及扩散激活能(0.88eV). 展开更多
关键词 分子束外延 高应变In0.45Ga0.55As/GaAs量子阱 快速热退火 室温光致发光
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掺Te的GaSb薄膜分子束外延生长及缺陷特性 被引量:2
13
作者 陈燕 邓爱红 +3 位作者 汤宝 王国伟 徐应强 牛智川 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期298-301,共4页
分析了非掺GaSb材料及在GaAs衬底上用分子束外延生长掺杂Te的GaSb薄膜材料的缺陷特性,主要应用正电子湮没多谱勒展宽谱方法,并结合原子力显微镜和X射线衍射测试进行.多谱勒展宽谱研究表明,采用分子束外延法生长的掺杂Te的n型半导体GaSb... 分析了非掺GaSb材料及在GaAs衬底上用分子束外延生长掺杂Te的GaSb薄膜材料的缺陷特性,主要应用正电子湮没多谱勒展宽谱方法,并结合原子力显微镜和X射线衍射测试进行.多谱勒展宽谱研究表明,采用分子束外延法生长的掺杂Te的n型半导体GaSb薄膜材料的S参数比体材料小,所得缺陷主要是单空位与间隙原子,而几乎无复合体的缺陷类型. 展开更多
关键词 原子力显微镜 正电子湮没 X射线衍射
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1.3μmGaAs基GaInNAs量子阱生长与激光器研制(英文) 被引量:1
14
作者 牛智川 韩勤 +11 位作者 倪海桥 杨晓红 徐应强 杜云 张石勇 彭红玲 赵欢 吴东海 李树英 贺振宏 任正伟 吴荣汉 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1860-1864,共5页
报道了中国第一只1.30μm单量子阱边发射激光器的材料生长、器件制备及特性测试.通过优化分子束外延生长参数,调节In和N组分含量使GaInNAs量子阱的发光波长覆盖1.3μm范围.脊形波导条形结构单量子阱边发射激光器,实现了室温连续激射,激... 报道了中国第一只1.30μm单量子阱边发射激光器的材料生长、器件制备及特性测试.通过优化分子束外延生长参数,调节In和N组分含量使GaInNAs量子阱的发光波长覆盖1.3μm范围.脊形波导条形结构单量子阱边发射激光器,实现了室温连续激射,激射波长为1.30μm,阈值电流密度为1kA/cm2,输出功率为30mW. 展开更多
关键词 GaAs基材料 GaInNAs量子阱 分子束外延 激光器
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GaSb/GaAs异质结热光伏电池材料的MBE生长 被引量:1
15
作者 郝瑞亭 郭杰 +2 位作者 刘颖 缪彦美 徐应强 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1076-1079,1085,共5页
利用分子束外延方法(MBE)在GaAs(001)衬底上外延生长了GaSb薄膜,并对GaSb薄膜进行了高温退火研究,利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)、Hall效应(Hall Effect)和低温光荧光谱(LTPL)等手段对薄膜的晶体质量、电学性质... 利用分子束外延方法(MBE)在GaAs(001)衬底上外延生长了GaSb薄膜,并对GaSb薄膜进行了高温退火研究,利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)、Hall效应(Hall Effect)和低温光荧光谱(LTPL)等手段对薄膜的晶体质量、电学性质和光学性质进行了研究。发现直接生长的GaSb膜表面平整,空穴迁移率较高。研究发现30 s、650℃的快速热退火可消除位错等缺陷,显著提高GaSb薄膜的光学质量。 展开更多
关键词 GASB 热光伏电池 分子束外延(MBE)
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新型Sb基二类超晶格红外探测器
16
作者 史衍丽 何雯瑾 +8 位作者 张卫锋 王羽 袁俊 莫境辉 冯江敏 胡锐 邓功荣 徐应强 牛智川 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期3141-3144,共4页
InAs/Ga(In)SbⅡ类超晶格材料由于特殊的二型能带结构,可以通过人造低维结构获得类似于体材料的带间吸收,从而获得较高的量子效率;另外,通过调节材料参数调节能带结构,器件响应波段可调;通过能带结构设计抑制俄歇复合,获得较小的暗电流... InAs/Ga(In)SbⅡ类超晶格材料由于特殊的二型能带结构,可以通过人造低维结构获得类似于体材料的带间吸收,从而获得较高的量子效率;另外,通过调节材料参数调节能带结构,器件响应波段可调;通过能带结构设计抑制俄歇复合,获得较小的暗电流和较高的器件性能。因为以上特有的材料性能和器件特性,Sb基二类超晶格在国际上被认为是第三代红外焦平面探测器的优选材料。对二类超晶格材料的设计和器件特性进行了研究,设计了峰值波长4μm的nBn结构的中波红外探测器,在没有蒸镀抗反膜的条件下,77 K温度下测试得到的峰值探测率为2.4×1011cm Hz1/2W-1,计算得到的量子效率为47.8%,峰值探测率已经接近目前的碲镉汞中波红外探测器器件性能。研究结果充分显示了二类超晶格优越的材料和器件性能。 展开更多
关键词 INAS Ga(In)Sb Ⅱ类超晶格 NBN 第三代红外探测器 探测率 量子效率
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2μm锑化物半导体激光器光纤输出模块
17
作者 李森森 张宇 +2 位作者 徐应强 牛智川 闫秀生 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期535-536,共2页
锑化物作为窄带隙半导体材料,禁带宽度覆盖了1.5~5μm波段,是中红外波段半导体激光器理想的材料体系,利用锑化物半导体激光器产生短波红外(2μm)激光是目前的研究热点,可为红外激光对抗、生物显微镜、医学照明、塑料焊接等提供优质光源... 锑化物作为窄带隙半导体材料,禁带宽度覆盖了1.5~5μm波段,是中红外波段半导体激光器理想的材料体系,利用锑化物半导体激光器产生短波红外(2μm)激光是目前的研究热点,可为红外激光对抗、生物显微镜、医学照明、塑料焊接等提供优质光源。笔者团队与中国科学院半导体研究所合作,自2017年以来开展了2μm波段锑化物半导体激光器技术及其应用研究。最近,研究组利用石英光纤透镜直接耦合0.5 W激光芯片获得了0.28 W的短波红外激光输出。 展开更多
关键词 生物显微镜 短波红外 中红外波段 半导体激光器 塑料焊接 窄带隙半导体 直接耦合 锑化物
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2~3μmGaAs基InAs/GaSb超晶格材料
18
作者 郝瑞亭 徐应强 +2 位作者 周志强 任正伟 牛智川 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z1期35-37,共3页
采用分子束外延方法在GaAs(100)衬底上生长GaSb体材料,以此GaSb为缓冲层生长了不同InAs厚度的InAs/GaSb超晶格,其10 K光荧光谱峰值波长在2~2.6 μm.高分辨透射电子显微镜观察证实超晶格界面清晰,周期完整.InAs/GaSb超晶格材料的成功生... 采用分子束外延方法在GaAs(100)衬底上生长GaSb体材料,以此GaSb为缓冲层生长了不同InAs厚度的InAs/GaSb超晶格,其10 K光荧光谱峰值波长在2~2.6 μm.高分辨透射电子显微镜观察证实超晶格界面清晰,周期完整.InAs/GaSb超晶格材料的成功生长是制备这类红外探测器件重要的第一步. 展开更多
关键词 GASB INAS/GASB超晶格 GAAS 分子束外延
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分子束外延生长高应变单量子阱激光器(英文)
19
作者 潘钟 李联合 +2 位作者 徐应强 杜云 林耀望 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第9期1097-1101,共5页
采用分子束外延方法研究了高应变 In Ga As/Ga As量子阱的生长技术 .将 In Ga As/Ga As量子阱的室温光致发光波长拓展至 116 0 nm,其光致发光峰半峰宽只有 2 2 me V.研制出 112 0 nm室温连续工作的 In Ga As/Ga As单量子阱激光器 .对于 ... 采用分子束外延方法研究了高应变 In Ga As/Ga As量子阱的生长技术 .将 In Ga As/Ga As量子阱的室温光致发光波长拓展至 116 0 nm,其光致发光峰半峰宽只有 2 2 me V.研制出 112 0 nm室温连续工作的 In Ga As/Ga As单量子阱激光器 .对于 10 0 μm条宽和 80 0 μm腔长的激光器 ,最大线性输出功率达到 2 0 0 m W,斜率效率达到 0 .84m W/m A,最低阈值电流密度为 45 0 A/cm2 ,特征温度达到 90 K. 展开更多
关键词 INGAAS 分子束外延生长 量子阱激光器
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Ⅴ/Ⅲ比和生长温度对RF-MBE InN表面形貌的影响
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作者 肖红领 王晓亮 +7 位作者 韩勤 王军喜 张南红 徐应强 刘宏新 曾一平 李晋闽 吴荣汉 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第z1期16-19,共4页
由于生长InN所需平衡氮气压较高,而且InN分解温度比较低,因此在生长InN时In原子很容易在表面聚集形成In滴,使InN外延膜的表面形貌变差,影响InN外延膜质量的提高.通过研究Ⅴ/Ⅲ比和生长温度对RFMBE生长InN外延膜表面形貌的影响,发现Ⅴ/... 由于生长InN所需平衡氮气压较高,而且InN分解温度比较低,因此在生长InN时In原子很容易在表面聚集形成In滴,使InN外延膜的表面形貌变差,影响InN外延膜质量的提高.通过研究Ⅴ/Ⅲ比和生长温度对RFMBE生长InN外延膜表面形貌的影响,发现Ⅴ/Ⅲ比和生长温度对InN外延膜表面In滴的量有重要影响.通过选择合适的Ⅴ/Ⅲ比和生长温度,得到了表面平整光亮、无In滴的InN外延膜. 展开更多
关键词 INN RF-MBE XRD
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