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寬禁帶半導體金剛石輻照缺陷的光致發光與光致變色 版權信息
- ISBN：9787030576651
- 條形碼：9787030576651 ; 978-7-03-057665-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
寬禁帶半導體金剛石輻照缺陷的光致發光與光致變色 內容簡介
本書采用透射電鏡近閥能輻照技術, 對IIa型、IIb型、Ia型、Ib型等多種金剛石進行電子輻照以形成孤立的本征缺陷, 通過研究光致發光光譜中光學中心的振動光譜、擴散情況, 以及應力、雜質、紫外照射對光學中心強度與分裂情況的影響, 結合同位素輔助技術, 根據同位素引起缺陷質量變化而造成局部振動模偏移的特征, *后闡明金剛石光學中心對應的缺陷結構及電荷狀態, 并揭示其光致變色機理, 為金剛石半導體器件制備及性能調控提供理論基礎。
寬禁帶半導體金剛石輻照缺陷的光致發光與光致變色 目錄
目錄
前言
第1章 金剛石的基本性質 1
1.1 金剛石的分類 1
1.2 金剛石的結構 2
1.3 金剛石的性質及應用 2
1.4 金剛石的生長 3
1.4.1 高溫高壓法 3
1.4.2 化學氣相沉積法 5
1.4.3 金剛石的硼摻雜 5
1.5 光學中心的命名 5
1.6 國內外研究現狀分析 6
1.6.1 輻照金剛石 6
1.6.2 光致發光技術 7
1.7 本書的研究內容 7
第2章 金剛石的理論基礎 8
2.1 結晶學及能帶理論 8
2.1.1 晶格 8
2.1.2 晶向與米勒指數 8
2.1.3 倒易點陣與布里淵區 8
2.1.4 禁帶的產生 10
2.1.5 施主與受主 12
2.1.6 聲子與Raman 散射 13
2.2 電子輻照 14
2.2.1 優勢 14
2.2.2 電子能量 15
2.2.3 電子滲透的深度 15
2.2.4 電子劑量 16
2.2.5 輻照區域 16
2.3 金剛石點缺陷 16
2.3.1 本征點缺陷 16
2.3.2 雜質缺陷 18
2.3.3 熱激活能 20
2.4 光致發光與光學躍遷 20
2.4.1 光致發光 20
2.4.2 輻射躍遷 21
2.4.3 Huang-Rhys 因子 23
2.4.4 Jahn-Teller 效應 24
2.4.5 振動結構與局部振動模 25
2.5 外加場的作用 26
第3章 金剛石輻照缺陷引入與表征 27
3.1 金剛石試樣的制備 27
3.2 透射電子顯微鏡 28
3.3 低溫PL 光譜及Raman 光譜 29
3.3.1 低溫冷卻 30
3.3.2 Renishaw 激光共聚焦顯微Raman 光譜儀 30
3.4 激光共聚焦顯微Raman 光譜儀的校正 31
3.5 WiRETM 軟件 32
3.5.1 軟件的設置 32
3.5.2 光譜的采集 33
3.5.3 線掃描與面掃描 33
3.5.4 曲線的擬合 34
3.6 退火 35
第4章 Ⅱa 型金剛石輻照缺陷的光致發光與光致變色 36
4.1 引言 36
4.2 光學中心 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 實驗條件的影響 46
4.3.1 輻照電子劑量 47
4.3.2 劑量速率 49
4.3.3 輻照溫度 51
4.3.4 輻照電壓 51
4.3.5 測試溫度 54
4.3.6 局部應力 55
4.4 紫外激光激發與光致變色 58
4.5 光學中心的空間分布 60
4.5.1 輻照平面方向 60
4.5.2 深度方向 62
4.6 退火 66
4.7 掃描電子顯微鏡 74
第5章 Ⅰ型金剛石輻照缺陷的光致發光與光致變色 77
5.1 引言 77
5.2 光學中心 81
5.3 紫外激光激發與光致變色 85
5.4 退火 89
5.5 掃描電子顯微鏡 94
5.6 雜質氮在晶體中的分布情況 97
5.7 缺陷結構與電荷狀態 102
5.7.1 3H 中心 102
5.7.2 515.8nm、533.5nm 與580nm 中心 104
5.7.3 523.7nm 中心與626.3nm 中心 105
5.8 NV 中心的相互轉化 107
第6章 Ⅱb 型金剛石輻照缺陷的光致發光及光致變色 108
6.1 引言 108
6.2 光學中心 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 其他光學中心 117
6.3 光致變色及熱致變色 117
6.4 掃描電子顯微鏡 124
6.5 缺陷結構模型 126
6.5.1 635.7nm/666.0nm 中心(DB1中心) 126
6.5.2 648.1nm 中心 127
6.6 光致變色與熱致變色 127
第7章 總結 129
參考文獻 132
彩圖
前言
第1章 金剛石的基本性質 1
1.1 金剛石的分類 1
1.2 金剛石的結構 2
1.3 金剛石的性質及應用 2
1.4 金剛石的生長 3
1.4.1 高溫高壓法 3
1.4.2 化學氣相沉積法 5
1.4.3 金剛石的硼摻雜 5
1.5 光學中心的命名 5
1.6 國內外研究現狀分析 6
1.6.1 輻照金剛石 6
1.6.2 光致發光技術 7
1.7 本書的研究內容 7
第2章 金剛石的理論基礎 8
2.1 結晶學及能帶理論 8
2.1.1 晶格 8
2.1.2 晶向與米勒指數 8
2.1.3 倒易點陣與布里淵區 8
2.1.4 禁帶的產生 10
2.1.5 施主與受主 12
2.1.6 聲子與Raman 散射 13
2.2 電子輻照 14
2.2.1 優勢 14
2.2.2 電子能量 15
2.2.3 電子滲透的深度 15
2.2.4 電子劑量 16
2.2.5 輻照區域 16
2.3 金剛石點缺陷 16
2.3.1 本征點缺陷 16
2.3.2 雜質缺陷 18
2.3.3 熱激活能 20
2.4 光致發光與光學躍遷 20
2.4.1 光致發光 20
2.4.2 輻射躍遷 21
2.4.3 Huang-Rhys 因子 23
2.4.4 Jahn-Teller 效應 24
2.4.5 振動結構與局部振動模 25
2.5 外加場的作用 26
第3章 金剛石輻照缺陷引入與表征 27
3.1 金剛石試樣的制備 27
3.2 透射電子顯微鏡 28
3.3 低溫PL 光譜及Raman 光譜 29
3.3.1 低溫冷卻 30
3.3.2 Renishaw 激光共聚焦顯微Raman 光譜儀 30
3.4 激光共聚焦顯微Raman 光譜儀的校正 31
3.5 WiRETM 軟件 32
3.5.1 軟件的設置 32
3.5.2 光譜的采集 33
3.5.3 線掃描與面掃描 33
3.5.4 曲線的擬合 34
3.6 退火 35
第4章 Ⅱa 型金剛石輻照缺陷的光致發光與光致變色 36
4.1 引言 36
4.2 光學中心 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 實驗條件的影響 46
4.3.1 輻照電子劑量 47
4.3.2 劑量速率 49
4.3.3 輻照溫度 51
4.3.4 輻照電壓 51
4.3.5 測試溫度 54
4.3.6 局部應力 55
4.4 紫外激光激發與光致變色 58
4.5 光學中心的空間分布 60
4.5.1 輻照平面方向 60
4.5.2 深度方向 62
4.6 退火 66
4.7 掃描電子顯微鏡 74
第5章 Ⅰ型金剛石輻照缺陷的光致發光與光致變色 77
5.1 引言 77
5.2 光學中心 81
5.3 紫外激光激發與光致變色 85
5.4 退火 89
5.5 掃描電子顯微鏡 94
5.6 雜質氮在晶體中的分布情況 97
5.7 缺陷結構與電荷狀態 102
5.7.1 3H 中心 102
5.7.2 515.8nm、533.5nm 與580nm 中心 104
5.7.3 523.7nm 中心與626.3nm 中心 105
5.8 NV 中心的相互轉化 107
第6章 Ⅱb 型金剛石輻照缺陷的光致發光及光致變色 108
6.1 引言 108
6.2 光學中心 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 其他光學中心 117
6.3 光致變色及熱致變色 117
6.4 掃描電子顯微鏡 124
6.5 缺陷結構模型 126
6.5.1 635.7nm/666.0nm 中心(DB1中心) 126
6.5.2 648.1nm 中心 127
6.6 光致變色與熱致變色 127
第7章 總結 129
參考文獻 132
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