半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所金鵬研究員團(tuán)隊(duì)在王占國(guó)院士大力支持下長(zhǎng)期從事超寬禁帶半導(dǎo)體金剛石的研究及相關(guān)設(shè)備的研制工作。在國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目支持下，團(tuán)隊(duì)研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、國(guó)際首臺(tái)使用全固態(tài)深紫外光源的具有時(shí)間分辨功能的深紫外激光光致發(fā)光光譜儀，獲得多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。2019、2020、2022三年入選中國(guó)科學(xué)院自主研制科學(xué)儀器名錄。

深紫外激光光致發(fā)光光譜儀

1、技術(shù)優(yōu)勢(shì)：光源系統(tǒng)最短激發(fā)波長(zhǎng)可至177 nm，可實(shí)現(xiàn)深紫外光致發(fā)光光譜測(cè)量；配有最大電子束能量為30 keV的電子槍，可以實(shí)現(xiàn)陰極熒光光譜的測(cè)試；真空樣品室的真空度可以達(dá)到10-7 Torr；樣品溫度控制采用氦閉循環(huán)制冷機(jī)，最低溫度可達(dá)到5 K；光譜儀具有穩(wěn)態(tài)光譜和時(shí)間分辨光譜探測(cè)功能，穩(wěn)態(tài)光譜探測(cè)波長(zhǎng)的機(jī)械掃描范圍覆蓋170-900 nm，光譜分辨率可達(dá)0.03 nm；探測(cè)系統(tǒng)配有條紋相機(jī)，可用于時(shí)間分辨光致發(fā)光光譜的測(cè)試，時(shí)間分辨率達(dá)到2 ps。

2、應(yīng)用領(lǐng)域：針對(duì)于氮化鋁、高Al組分AlGaN、金剛石、氮化硼、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體材料的光學(xué)性質(zhì)表征和研究。穩(wěn)態(tài)光譜反映出半導(dǎo)體的內(nèi)部信息，如晶體結(jié)構(gòu)、電子態(tài)、聲子結(jié)構(gòu)、雜質(zhì)、缺陷、激子復(fù)合機(jī)制等，用于表征寬禁帶半導(dǎo)體材料性質(zhì)和進(jìn)行物理研究，提供材料組分、禁帶寬度和雜質(zhì)缺陷缺陷等信息。另外，瞬態(tài)光譜是記錄光譜隨時(shí)間的變化，得到時(shí)間分辨的光致發(fā)光譜，表征有關(guān)載流子弛豫及復(fù)合動(dòng)力學(xué)信息。

3、技術(shù)成果：光譜儀建成以來，為了共享科研成果，促進(jìn)交流合作，團(tuán)隊(duì)積極開放對(duì)外測(cè)試服務(wù)。至目前為止，共測(cè)量有效穩(wěn)態(tài)光譜5000余條，獲取條紋相機(jī)圖像1200余幅，共測(cè)量樣品數(shù)千余個(gè)，運(yùn)行機(jī)時(shí)12000小時(shí)，已服務(wù)北京大學(xué)、廈門大學(xué)、南京大學(xué)、華中科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、吉林大學(xué)、北京理工大學(xué)、北京化工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所、中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所等二十余家高校和科研單位，相關(guān)研究成果在Advanced Optical Materials、Carbon、Physical Review B、Journal of Luminescence、Journal of Materials Chemistry C等SCI期刊上發(fā)表三十余篇。

通過上述深紫外光譜儀的研制以及長(zhǎng)期在半導(dǎo)體材料光學(xué)測(cè)試方面的技術(shù)積累，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)具備研發(fā)適用于不同種類半導(dǎo)體材料的多種波段的發(fā)光光譜儀（包括光致發(fā)光、電致發(fā)光、陰極熒光）的技術(shù)能力。技術(shù)成熟度高，性能穩(wěn)定，產(chǎn)品可覆蓋窄禁帶至超寬禁帶半導(dǎo)體材料，可進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。