马海涛[1]2004年在《立方氮化硼光学和电学的非线性研究》文中提出激光器问世以前，人们对于光学的认识主要限于线性光学，激光器问世以后，非线性光学作为光学学科中一门崭新的分支学科，就以她那新奇的面貌展现在世人面前。在短短的40年间，非线性光学在基本原理、新型材料的研究、新效应的发现与应用方面都得到了巨大的发展，成为光学学科中最活跃和最重要的分支学科之一。我们在非线性光学理论的基础上，讨论了一些当前重要的非线性光学效应，包括倍频效应、光整流效应和线性电光效应。然后，我们利用这些非线性光学效应研究了新型半导体材料立方氮化硼(cBN)的非线性光学性质。cBN的宏观对称性是属于没有反演对称中心的点群,具有闪锌矿结构，所以能产生二阶非线性光学效应。因为cBN在整个可见光谱范围以及红外和紫外光谱的很大范围内透明,所以它的二阶非线性光学性质在光电子学领域具有广阔的应用前景。但是,到目前为止,我们未见关于cBN二阶非线性光学性质的研究报告发表。立方氮化硼作为一种新型的人工合成的宽禁带半导体材料，对它的半导体特性的研究还没有取得突破性进展，而在非线性光学领域内对它的研究更是少之又少。基于更加全面的了解cBN的光学性质，我们利用非线性光学原理研究了cBN的非线性光学性质，并取得了一些进展。这将有助于人们更加全面、完善的了解宽禁带半导体cBN的光学性质。线性电光效应,又称普克尔斯(Pockels)效应,是一种特殊的二阶非线性光学效应。在这里作用于介质的两个电场，一个是光波电场,另一个是低频电场或直流电场，在这两个电场的作用下，产生二阶非线性极化。针对cBN的固定形状，我们从理论上导出了cBN在[111]方向上外加电场后存在线性电光效应，并用He-Ne激光器对cBN晶体进行了横向电光调制实验,首次观测到了明显的线性电光效应，并测得输出光强与调制电压成线性关系的函数图像。从所测数据计算出了cBN的半波电压、线性电光系数及二阶非线性极化系数。这些参数的得出，填补了cBN在非线性光学领域内有关性质的空白。倍频效应(即二次谐波)和光整流效应都同属二阶非线性光学效应。二次谐波产生是非线性光学混频中最典型、最重要和最基本的技术，也是应用最广泛的一种技术。光整流效应，就是一个光波电场由于二次非线性电极化作用而产生的一个直流分量的现象。利用二次谐波产生和光整流效应的原理，我们从理论上导出了，光无论是垂直cBN (111)面入射还是平行cBN (111)面入射，倍频与光整流
窦庆萍[2]2006年在《立方氮化硼二阶非线性光学性质及电致发光的研究》文中指出立方氮化硼(cBN)晶体是一种天然不存在的人造宽禁带半导体材料,禁带宽度大约为6.3eV,具有闪锌矿结构,宏观对称性属于43 m群。cBN晶体与金刚石很相似,但是在许多性质上cBN晶体都优于金刚石,如抗高温性,抗氧化性,化学稳定性以及半导体性质等。在高温、高频、高功率电子器件和紫外光电器件方面具有极其广泛的应用前景。本文首次利用修正的横向电光调制结构,测量出样品的半波电压,进而得到cBN晶体的电光系数γ=1 .17×10~(-14)m /V。利用Q开关Nd:YAG脉冲激光器首次观测到cBN晶体的倍频效应,光整流效应以及cBN晶体在强激光的作用下产生的叁光子吸收现象。cBN晶体产生的光整流电压值大约1μV。测量了cBN晶体的I-V特性曲线,结果为非线性曲线。实验中首次发现,在cBN晶体内电场达到一定值时,cBN晶体开始发光。电场强度足够强时,cBN晶体发生电击穿,同时发出明亮的蓝紫光,并且观测到cBN晶体的电流控制型微分负阻效应。测量其发光光谱,确定波谱峰值在380 ~400nm之间。利用空间电荷限制电流和导带中两个能谷之间电子跃迁解释了所观察到的实验现象。为研究cBN晶体无结短波长发光器件提供了理论依据。
王爽[3]2007年在《比较法测量立方氮化硼二阶非线性极化率》文中进行了进一步梳理立方氮化硼(cBN)晶体是一种天然不存在的人造宽禁带半导体材料,禁带宽度大约为6.3eV,具有闪锌矿结构,宏观对称性属于(4|-)3m群。cBN晶体在整个可见光谱范围和红外与紫外光谱很大的范围内都透明。因此,cBN作为倍频晶体材料,将能够使倍频光的输出范围更加宽广。而晶体的二阶非线性极化率是衡量一种倍频晶体性能的重要参数。目前,尚未发现任何有关于立方氮化硼的二阶非线性极化率测量的研究报道。本论文利用比较法测量立方氮化硼的二阶非线性极化率,首次得到了立方氮化硼的二阶非线性极化率的数值。我们采用的比较法是采用与立方氮化硼有同种晶格结构的、晶体的通光面为相同晶向的、二阶非线性极化率为已知的磷化镓材料作为参考材料,以Q开关Nd:YAG脉冲激光器作为光源来进行对于立方氮化硼的二阶非线性极化率的测量。利用基频光与倍频光的理论关系通过与参考材料磷化镓的对比即可得到关于立方氮化硼与磷化镓二阶非线性极化率的比例关系。由于磷化镓的二阶非线性极化率是已知的,并且所需要的其它数据是已知的或我们可以测定的,从而求得立方氮化硼的二阶非线性极化率。
曹昆[4]2008年在《立方氮化硼线性电光效应和紫外光电效应的研究》文中认为本论文介绍了立方氮化硼线性电光效应和紫外光电效应的研究过程和研究结果。作者首先对两个方面的相关理论进行了阐述,之后结合材料自身的特点给出了具体的实验方案,并对实验的主要过程进行了叙述,最后结合理论对实验结果进行了分析。本论文克服了目前缺少大尺寸cBN单晶给研究者带来的困难,根据微小尺寸cBN晶体的实际形状设计出了一个考虑了cBN单晶微小尺寸和片状八面体外形的电极装置,在经典的横向电光调制器基础上对调制器的结构做了一些调整,在实验中用650nm连续波半导体激光器在cBN单晶上实现了横向电光调制,通过得到的横向电光调制半波电压计算出了cBN单晶的线性电光张量和二阶非线性极化率张量。由于实验中在个别样品上发现有静态相位延迟,作者对静态相位延迟的产生进行了分析,并通过理论推导和计算,提出了一种补偿静态相位延迟的简便方法。在实现了横向电光调制后,作者研究了如何用微小尺寸片状八面体cBN单晶作为探头应用到集成电路的外部电光检测技术中。通过理论计算和对样品几何形状的分析,得出了片状八面体cBN单晶探头在待测电场中应该如何确定方向,之后用片状八面体cBN单晶作为探头对陶瓷微带线中的信号进行了外部电光检测,检测结果与陶瓷微带线中的被测信号相吻合。基于研制立方氮化硼紫外光电探测器的需要,本文对立方氮化硼的紫外光电效应进行了研究。作者首先从理论上研究了立方氮化硼产生光电效应的物理机制,之后用cBN单晶制作了MSM结构的样品,并分别用氘灯和248nm准分子激光器作为光源,研究了MSM结构cBN样品的光电响应。实验发现当样品贴近氘灯的MgF窗口时有光电响应;样品在光功率密度较低的248nm的准分子激光照射下没有光响应,但是如果不断提高照射到样品有效接收面积上的准分子激光的光强,能够观察到样品的光响应。作者认为用氘灯做光源时样品以单光子吸收为主,用248nm波长的准分子激光做光源时样品以倍频吸收为主。实验还测量了样品在准分子激光照射下的击穿电压和从开始照射到发生击穿现象经历的时间。击穿过程中样品没有损坏,击穿现象可以重复。研究结果为进一步研制“日盲型”cBN紫外光电探测器奠定了基础。
任策[5]2009年在《立方氮化硼晶体电流—电压特性及变色现象的研究》文中认为本论文介绍了立方氮化硼(cubic boron nitride, cBN)单晶的电流-电压(I-V)特性和变色现象的研究过程和研究结果。cBN晶体在强电场的作用下发生了击穿现象,这使得晶体的I-V特性分成了叁个阶段——击穿发生之前,击穿发生瞬间和击穿发生之后。本文对cBN晶体I-V特性的叁个阶段分别进行了分析和讨论。通过对击穿前cBN晶体I-V特性曲线的拟合和分析,得出结论,在击穿发生之前cBN晶体的I-V关系主要遵循Poole-Frenkel效应描述的变化规律。并且,在实验所使用的金属-半导体-金属式的电极结构中,肖特基效应的影响可以忽略,这使得利用这种电极结构进行cBN晶体的电学特性的研究时可以不考虑电极与晶体接触处的影响,极大地简化了研究cBN晶体的半导体特性实验。对击穿瞬间和击穿后I-V特性的研究表明,cBN晶体的击穿是在强电场作用下晶体中的浅能级杂质大量电离而引起的。在击穿的瞬间,cBN晶体发生了电致变色现象,晶体的颜色由琥珀色变为了黑色。击穿之后,随着电流的增加,cBN晶体颜色改变的程度越来越大。而随着cBN晶体的I-V特性回复到击穿发生之前的状态,其颜色也由黑色变回琥珀色。cBN晶体的这种电致变色现象与传统的电致变色过程有着明显的不同。我们研究并首次报导了cBN晶体的这种电致变色现象。本文详细描述了cBN晶体的电致变色,并且通过一些实验设计和cBN晶体的Raman光谱,研究了cBN晶体电致变色的特点和产生原因。cBN晶体电致变色现象的特点使其可能作为电光调制器和光开关等光电子器件而得到应用。本文介绍了基于cBN晶体的电致变色现象的直、交流电光调制的特性。在研究cBN晶体的电致变色的过程中,我们发现该晶体还具有热致变色的特性。本文在最后对cBN晶体的热致变色做了详细的介绍和研究。立方氮化硼晶体的变色现象的发现,一方面使我们加深了对cBN晶体性质的认识,另一方面,也使cBN晶体的应用前景和应用领域得到进一步的拓展。
王爽[6]2012年在《立方氮化硼单晶电致双折射及电致真空紫外发射的研究》文中进行了进一步梳理本论文所研究的立方氮化硼（Cubic boron nitride,cBN）材料，目前只有人工制备的，至今在自然界还未发现天然的。虽然cBN是最简单的III-V族化合物，但是目前还不能生长大块的单晶，只能在高温高压的条件下通过相变制备尺寸最大只有几个毫米的单晶。经过人们努力研究，目前已经发现cBN具有很多优良的力学、热学、电学与光学等性能。作为电子材料和光电子材料，cBN具有广阔的应用前景，所以它的材料的制备、各种物理性质的深入研究及其在各方面的应用受到人们的极大关注。本文主要对高温高压下合成的非故意掺杂的cBN单晶的线性电光张量的测量、非线性伏安特性、在大气环境中光电激发等离子体以及电致真空紫外发光（VUV）进行了研究。对cBN单晶的线性电光张量进行了精确的测量。cBN是一种人工合成的宽禁带半导体材料，禁带宽度为6.3eV，在III-V族化合物中具有最大的禁带宽度。cBN晶体在整个可见光谱范围以及红外与紫外光谱的很大范围内都透明，并且拥有很高的光强损坏阈值。cBN晶体具有闪锌矿结构和43m对称性，因此具有线性电光效应。用cBN晶体进行电光调制能够实现短波长和高光强调制，是一种潜在的电光材料。对cBN晶体的电光张量进行测量不但对电光材料方面的应用是必要的而且对于其他方面的研究（如cBN的拉曼效应以及cBN与各向同性介质界面间产生的表面波的传播控制等方面）也是先决条件。把cBN晶体加工成长方体进行电光张量的测量比较方便而又准确。而cBN的硬度仅次于金刚石，目前人工合成的cBN晶体的尺寸普遍很小，把cBN晶体加工成长方体进行电光张量的测量有相当大的难度，目前我们尚未见报道。我们根据所获得的cBN晶体样品具有片状八面体形状和八个面都是{111}的特征，考虑到cBN晶体的解理面是{110}面，利用解理以及研磨和抛光的方法，把大约0.3mm×0.3mm×0.1mm片状八面体结构的cBN晶体加工成长方体形状。我们利用横向电光调制系统，用650nm连续波半导体激光器作为光源，在cBN单晶长方体样品上进行了横向电光调制实验。通过对该cBN单晶样品电致双折射特性进行深入研究，发现用它建立的横向电光调制系统输出的电光信号包括可以被分别测量的两个部分，其中一个信号与调制电压无关，另一个与调制电压相关。利用测得的两个电光信号可以精确地获得cBN晶体的线性电光张量。提供了不需要测量绝对光强就可以精确测定线性电光张量的方法。应用此种方法，首次精确地测定cBN单晶线性电光张量中叁个全同的非零元素为3.95pm/V，比理论计算值约大一个数量级，比AlN、GaN、GaAs和GaP等III-V族化合物的线性电光系数都大。证明cBN晶体是从红外到紫外光谱适用范围很宽的电光晶体，具有非常广阔的应用前景。利用平行板电极结构以及针板电极结构分别对cBN晶体进行了伏安特性的研究。对于平行板电极结构利用陷阱作用的空间电荷限制电流理论对伏安特性进行了分析。八个面都是{111}面的片状cBN单晶样品的两个大面一般近似正六边形。六边形的大面被叁条相距最远的顶点的连线把片状cBN单晶样品划分成六个叁角形区域。叁个区域无色透明，另外叁个区域虽然也透明，但是具有琥珀色。两种不同颜色区域交替分布。相同颜色的区域彼此互不相邻，被另外颜色的区域隔开。对于针板电极结构，经实验我们发现探针接触cBN晶体不同颜色区域，伏安特性呈现出明显的不同。探针接触cBN晶体无色区透明区时，电阻率高；而探针接触cBN晶体有色区时，电阻率相对低。可能的原因是cBN单晶无色透明区含杂质和缺陷少，是近本征的，故电阻率高；cBN单晶有色区含有较多的杂质和缺陷，禁带中有较多的能量状态，故电阻率较低。根据cBN晶体与探针接触的区域颜色的不同应分为两种情况来讨论。无色透明区的情况，伏安特性曲线可以利用Fowler-Nodheim隧道效应来进行解释。有颜色区域的情况，伏安特性曲线可利用空间电荷限制电流理论来进行解释。对于伏安特性的研究将为cBN单晶的电致VUV发射提供理论支持。首次研究了在大气环境中使用cBN单晶片通过极不均匀电场激发产生等离子体现象。人工生成低温等离子体的方法主要是气体放电。大气环境中气体放电产生的低温等离子体最适合工业应用，因此人们一直在这方面努力开展研究。针电极与平板电极之间产生的电场是各种电场中最不均匀的电场，而且在针尖处电场最强。理论上针尖尺寸趋近无穷小，电场强度趋近无穷大。所以在针-板电极之间施加直流高电压可以使电极间隙中的气体电离，出现电晕放电，产生低温等离子体。在大气环境中把未故意掺杂的cBN单晶片放在针-板电极之间，晶片的两个平面分别与两个电极紧密接触，cBN单晶片取代了空气隙，然后在两个电极之间施加与空气隙比较相对较低的直流电压，出现与一般电晕放电不同的气体放电，随着电压的增加似乎经过辉光放电过渡到弧光放电，产生低温等离子体。当针电极为负极性时，明亮的蓝紫光包围着针，由针尖向针的另一端扩展一段距离。当针电极为正极性时，明亮的蓝紫光沿着cBN单晶片上表面离开针尖向周围扩展。同时出现电流控制型微分负阻现象。单晶片为尺寸约为0.3×0.3×0.1mm左右未故意掺杂的琥珀色单晶片，电极接触的两个平面都是{111}晶面；钨针电极的针尖的直径大约是10μm，平板电极的材料是黄铜；针-板电极之间施加的直流电压大小在700-1200V之间。而用类似的石英片、云母片替换cBN单晶片则无上述现象发生。在大气环境中使用cBN单晶通过极不均匀电场激发的等离子体，不仅仅是电场使空气电离产生的。最初的空气放电可能是cBN单晶被极不均匀电场激励所发射的波长149nm的VUV电离了空气，然后在极不均匀电场的作用下维持空气放电，产生低温等离子体。这为大气下生成低温等离子体提供了一个新的思路。首次观测到极不均匀电场中cBN单晶VUV的发射。VUV在军事、工业、科研和日常生活等许多方面都有广泛的应用。在真空室中把未故意掺杂的cBN单晶片放在针-板电极之间，晶片的两个平面分别与两个电极紧密接触，然后在两个电极之间施加适当的直流电压，能够产生cBN单晶VUV的发射。真空室的真空度在3×10-3Pa—7×10-4Pa之间；单晶片为尺寸约为0.3×0.3×0.1mm左右未故意掺杂的琥珀色单晶片，电极接触的两个平面都是{111}晶面；钨针电极的针尖的直径大约是10μm，平板电极的材料是黄铜；针-板电极之间施加的直流电压极性可正可负，电压大小在600V-1550V之间。在真空度为3×10-3Pa的情况下，使用VUV光谱仪测得的光谱的峰值波长约为149nm。在真空度为7×10-4Pa的情况下，把等离子体电视荧光屏用的绿色荧光粉（BaAl212O19:Mn+）涂在晶片与针尖接触点的周围区域，用肉眼观察到了VUV激发产生的绿色荧光。cBN是一种人工合成的宽禁带半导体材料，它的硬度仅次于金刚石，并且具有许多类似于金刚石的性质。在极不均匀电场中cBN单晶VUV的发射，可以用电子在cBN的能带之间的跃迁和电子与空穴的直接复合过程给予解释。在电场的作用下价带顶Г附近的电子跃迁到能量最低的X能谷，在价带顶Г附近产生空穴。然后X能谷中的电子被电场转移到能量较高的Г能谷中。最后Г能谷中的电子与价带顶Г附近的空穴复合，发射出VUV。cBN单晶作为线性电光晶体、常压下促进产生低温等离子体以及电致VUV发射方面具有非常广阔的前景，值得更进一步的深入研究。
赵卫平[7]2010年在《立方氮化硼金半接触的特性研究及硅量子点的制备》文中认为立方氮化硼(CBN)是一种超硬宽带隙材料,不仅具有仅次于金刚石的硬度、在高温下有强的抗氧化能力、不易与铁族金属反应,因此可用于切削工具等,而且,能够实现n型或p型掺杂,在电子学和光学器件等方面有着广泛的应用前景。CBN薄膜的制备和性质研究一直是国际材料科学界的研究热点和难点之一。本文主要研究了高质量半导体CBN薄膜的制备以及BN肖特基结的特性。用射频磁控溅射(RF)方法在硅衬底上沉积了氮化硼薄膜。对CBN薄膜进行了离子注入掺杂,以硫(S)作为掺杂剂,获得了CBN薄膜的N型掺杂。通过对几种样品薄膜进行不同剂量的S掺杂,研究了立方相含量相同:20%,掺杂剂量不同时的I-V曲线,得出掺杂剂量为5*1015 ions/cm3时,电导率最大,发现掺杂剂量越大越容易形成立方相氮化硼。并用KEITHLEY 4200测试薄膜的I-V特性,通过观察I-V特性曲线发现立方相含量越大,曲线的整流特性越明显。掺杂剂量相同:5*1014 ions/cm3,改变薄膜的立方相含量,发现立方相为40%时曲线的整流特性越明显。通过I-V曲线的测量分别分析了退火温度、掺杂剂量对金半接触的影响,发现当对薄膜进行退火后能实现接触特性的转变。硅是具有良好半导体特性的材料,是微电子的核心材料之一。可硅材料不是好的发光材料。只有当硅纳米微粒的尺寸小到一定值时,才可在一定波长的光激发下发光。硅纳米晶薄膜发光材料在实现微电子技术向光电子集成技术发展中具有重大意义,因此一直是人们不懈追求的目标。本论文中用射频磁控溅射的方法,通过退火来制备硅量子点,以纯硅为靶材,硅片为衬底,工作气体为氧气和氩气的混合气体。通过改变氧气比例、溅射功率、退火温度,保持衬底温度、工作气压、和其它条件不变来找到制备硅量子点的最佳条件。此外对制备的薄膜进行了FTIR、XPS、拉曼等测试。研究结果显示工作气体中氧气比例的变化导致了峰位的移动,随着氧气含量在工作气体中的增大弯曲振动模式的峰向高波数方向移动,随着退火温度的增加,810 cm?1处的峰逐渐减小,并且向高波数方向移动,这个现象也说明了薄膜在退火过程中发生了相分离。通过对XPS图的分析得到硅氧的原子比大约是1:1,这个结果表明对薄膜进行退火后氧化硅薄膜是富硅氧化物。最后用拉曼图谱得到了晶粒的尺寸大小约为7nm。
于春娜[8]2003年在《两步法高质量立方氮化硼薄膜的制备和掺杂研究》文中研究表明本论文使用传统的JS-450A射频溅射系统利用两步法（降温降偏压法）沉积立方氮化硼薄膜，分别研究了各工艺参数对立方氮化硼成核和生长的影响。本文还研究了立方相含量与光学带隙的关系，在n型Si(111)片和熔融石英片上沉积出不同体积分数的立方氮化硼薄膜，薄膜的成分由傅立叶红外吸收谱标识；用紫外-可见分光光度计测量了沉积在石英片上的BN薄膜的透射光谱Te(λ)和反射光谱Re(λ)，薄膜的厚度用台阶仪测得。由透射、反射光谱计算了薄膜的光吸收系数α，进而采用有效的中间形式，确定了氮化硼薄膜的光学带隙。结果表明：随着c-BN体积分数的增加，光学带隙随之增大。确定出的光学带隙和经验公式的计算结果相吻合。采用两步法在Si(111)衬底上制备出较高粘附性的立方氮化硼(c-BN)薄膜。该两步法将沉积过程分为成核和生长两个阶段，第一步转换第二步，工作气体由Ar气变为Ar和N2的混合气体，同时衬底温度和偏压降为较低的值。对不同生长阶段的薄膜进行了SEM、FTIR分析，对最后沉积的薄膜进行了XPS分析。文中讨论了c-BN薄膜的综合生长机制。结果表明：采用两步法在Si(111)衬底上沉积的c-BN薄膜内应力较之常规方法减小11.3GPa，薄膜的B、N原子之比为1.01,c-BN的体积分数为88%，薄膜置于自然环境中数月尚未有剥离现象。在成功制备出立方氮化硼薄膜的基础上，进一步用S原位掺杂，研究了氮化硼薄膜的半导体特性，掺S后的氮化硼薄膜表现出n型导电，未掺杂的氮化硼薄膜的电阻率1.8×1011Ωcm，掺杂后的氮化硼薄膜的电阻率下降了6个量级，为2.13×105Ωcm。S源加热温度对氮化硼薄膜的电阻率有直接影响，表现在随着S源加热温度的升高，氮化硼薄膜的电阻率下降的趋势加快。研究了p-Si/N-BN异质结的I-V特性，测试表明异质结具有明显的整流特性。
李鑫璐[9]2014年在《立方氮化硼晶体掺杂工艺及特性研究》文中进行了进一步梳理立方氮化硼(cBN)具有极高的热导率，能实现N型和P型掺杂，以及高介电强度、优异的热稳定性和化学稳定性等许多优秀性质，在高温、高功率电子器件和深紫外光电器件领域具有重要的应用前景。cBN的禁带宽度高达6.4eV，是III-V族化合物中最大的，其电阻率非常大，通常在109cm以上，需要用掺杂的手段加以改善。目前cBN的掺杂主要以原位掺杂手段为主，其他方法较少。但是原位掺杂工艺通常用于实验室研究，常常发生杂质聚集、影响cBN的结晶和晶相不纯等问题。本文选用成熟的传统半导体掺杂工艺对cBN晶体进行掺杂研究。首先利用高温热扩散方法对cBN进行硅掺杂。使cBN处于无限填埋杂质源的情况下进行高温扩散，研究了扩散温度和扩散时间对掺杂特性的影响。Si杂质的引入使得电导率有微小的增加。Si原子半径较大(1.17)，接近cBN的B—N键的键长(1.57)，使得扩散进入晶体的Si杂质主要集中在cBN表层，没有对cBN晶体的体电阻率产生很大的影响。通过对不同温度下电导的测量，计算得到了Si的杂质电离能。Si的杂质电离能随着扩散温度升高和扩散时间的增加而降低。对掺杂后的cBN样品进行了XPS光谱测量，发现Si原子主要占据B原子的格点位置，与N原子结合成键，成为施主型替位式杂质。因为cBN的化学计量比不是1:1，B原子过量，也有可能存在极少量的B—Si键。为了获得P型cBN，利用离子注入技术对cBN晶体进行了Be掺杂。Be原子较小，对立方氮化硼来说是有效的p型掺杂剂。本文对离子注入过程进行了SRIM软件模拟。模拟计算显示投影射程的峰值在2646处，并表明注入会造成晶体大量缺陷产生，发生非晶化。退火工艺可以消除缺陷。经过光学显微镜观察发现离子注入对晶体颜色、形貌没有明显影响。XPS光谱测量证实注入没有使cBN晶体发生相变，但没有测量到Be峰。SEM观察表明样品表面光滑无缺陷。EDS光谱表明cBN表面存在着Be元素，但是由于EDS对轻元素的分辨率较低，无法获得Be杂质的准确含量。共面电流电压曲线表明离子注入使得表面的电导下降，这可能是由于晶体内固有的施主型杂质和缺陷与Be杂质发生了补偿作用。
周平伟[10]2012年在《立方氮化硼晶体电光调制的研究》文中研究表明本论文主要观测、研究了立方氮化硼（cBN）晶体的两种电光调制现象，一是线性电光效应，二是电吸收调制现象。首先，将微小的cBN晶体进行了解理、研磨和抛光处理，加工成理想的长方体形状，采用两种横向电光调制方案，测定了cBN晶体的线性电光系数，两种方案得到的结果基本一致，分别为3.68pm/V和3.95pm/V，由于采用了比较消元法，不需要直接测量绝对光强以及与其它光学元件和电学设备相关的比例常数，因而这种测量方法方便可行。然后，我们又系统研究了cBN晶体的电吸收调制现象。这种现象是在研究cBN线性电光效应的过程中被发现的，表现为调制电压增大到某一临界值后，电光信号会突然急剧增加。伴随这一现象，流过cBN的电流也急剧增加，I-V特性表现出电流控制型微分负阻效应，cBN晶体的颜色会突然加深等。这种电调制现象基本不依赖于光的偏振态，电光调制信号与调制电流成正比，而且受调制频率的影响较大。通过分析，基本确定这一现象是由等离子体色散效应引起的。最后，根据等离子色散效应的基本原理，给出了cBN材料的吸收系数的变化量与载流子浓度变化量之间的经验公式Δα≈5.593×10~(-17)ΔN，并估算了载流子的电导有效质量，约为0.18~0.28m0。以上实验结果表明，cBN晶体是一种很有前途的电光材料，有望作为电光探头应用于集成电路和其它大功率电子器件内部电场分布和电信号的测量技术中。
参考文献：
[1]. 立方氮化硼光学和电学的非线性研究[D]. 马海涛. 吉林大学. 2004
[2]. 立方氮化硼二阶非线性光学性质及电致发光的研究[D]. 窦庆萍. 吉林大学. 2006
[3]. 比较法测量立方氮化硼二阶非线性极化率[D]. 王爽. 吉林大学. 2007
[4]. 立方氮化硼线性电光效应和紫外光电效应的研究[D]. 曹昆. 吉林大学. 2008
[5]. 立方氮化硼晶体电流—电压特性及变色现象的研究[D]. 任策. 吉林大学. 2009
[6]. 立方氮化硼单晶电致双折射及电致真空紫外发射的研究[D]. 王爽. 吉林大学. 2012
[7]. 立方氮化硼金半接触的特性研究及硅量子点的制备[D]. 赵卫平. 北京工业大学. 2010
[8]. 两步法高质量立方氮化硼薄膜的制备和掺杂研究[D]. 于春娜. 北京工业大学. 2003
[9]. 立方氮化硼晶体掺杂工艺及特性研究[D]. 李鑫璐. 吉林大学. 2014
[10]. 立方氮化硼晶体电光调制的研究[D]. 周平伟. 吉林大学. 2012
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