非晶ingaas探测器材料光电特性研究.rar

非晶InGaAs探测器材料光电特性研究
PHOTOELECTRIC CHARACTERSTICS OF AMORFHOUS InGaAs  DETECTOR  MATERIAL

摘  要
非晶态材料具有长程无序、短程有序的结构特点，这使得非晶态材料在能带结构上与晶体材料具有共性的同时，还存在一定的差异。但是目前国内外还缺乏非晶态半导体材料全面和详尽的研究。本文开展了非晶InxGa1-xAs（0≤x≤1）薄膜制备、表征、和氢钝化方面的研究工作。
我们采用射频磁控溅射以及分子束外延技术制备非晶态的InGaAs薄膜。利用X射线衍射、扫描电镜等手段对非晶态薄膜的结构和表面特性进行了表征，并由X射线衍射结果计算出径向分布函数和双体相关函数，获得了a-InxGa1-xAs薄膜的微观结构数据。在Matlab编程基础上，拟合出光学常数曲线, 分析了工作气压对光学常数的影响。  
此外，对薄膜材料进行了掺氢研究，分析了掺氢后的薄膜材料在结构、形貌上以及光学带隙上的变化，通过分析知道，氢气的掺入减少了薄膜材料中的缺陷态密度，导致光学带隙值增大，吸收边出现“蓝移”现象。

关键词：掺氢 光学带隙 薄膜 非晶

ABSTRACT
Amorphous materials and crystalline materials have common character,but they have some differences. The structure  character of amorphous materials are long-range disorder and short-range order comperared.Semiconductors are still lack of systematic and detailed study. In this paper, our study on amorphous(a-) InxGa1-xAs films includes the preparation, characterization, and hydrogen passivation.
 We deposited a-InGaAs flims by molecular-beam epitaxy and RF magnetron sputtering.We have characterized structure and surface morphology of amorphous films by means of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) . And we calculate the radical distribution function and pair correlation function from XRD in order to obtain microstructure data of amorphous InxGa1-xAs thin films. On basis of programming in matlab, we  have fitteda curve of optical constants  and have analyzed the influence of working  pressure on the optical constants.
In addition，We have deposited a-GaAs:H films. We investigated the influence of doping hydrogen on the structure, surface morphology, and photoelectrical properties.We found the passivation of hydrogen on the amorphous films. Hydrogen induces decreasing state density and blue shifts in absorption edge.

Key words: doping hydrogen, optical band-gap,thin film, amorphous

目  录

摘  要 I
ABSTRACT II
目  录 III
第一章  绪论 1
1.1非晶态材料发展回顾 1
1.2非晶态材料的主要特征 2
1.3非晶态材料结构的表征方法 3
1.4研究目的及意义 6
第二章  非晶态材料基本光电性质及主要的制备方法 7
2.1影响非晶态材料光电性质的因素 7
2.2非晶态材料基本光电性质 9
2.3非晶态材料的主要制备方法 17
第三章  磁控溅射a-InGaAs薄膜的制备及光电特性研究 21
3.1磁控溅射原理及薄膜的生长过程 21
3.2a-InGaAs薄膜的制备工艺及组分分析 24
3.3a-InGaAs薄膜的结构分析 25
3.4a-InGaAs薄膜光学带隙及光学常数 28
3.5a-InGaAs薄膜的载流子输运性质分析 32
第四章 MBE制备a-InGaAs薄膜材料及光电性质研究 33
4.1a-InGaAs薄膜材料的制备及结构分析 33
4.2a-InGaAs薄膜的电学性质 35
4.3a-InGaAs薄膜的光学性质 36
第五章 a-InGaAs:H薄膜的制备以及掺氢对结构及光电特性的影响 38
5.1a-InGaAs:H薄膜的制备工艺 38
5.2a-InGaAs:H薄膜的制备以及氢的钝化作用 38
5.3a-InGaAs:H薄膜光学带隙的分析 40
结论 43
致谢 44
参考文献 45