Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体量子结构材料和器件的研究与发展
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半导体物理与器件
发光器件
发光原理
半导体中的载流子复合时，以光子的形式释放能量。
发光器件类型
包括发光二极管（LED）、激光器等。
工作原理
发光器件利用半导体中的载流子复合发光原理，将电能转换为光能。在外加电压或电流作用下，半导体 中的载流子获得能量并发生复合，以光子的形式释放能量并发出可见光或其他波段的光。
04
CATALOGUE
氧化物半导体材料
如氧化锌（ZnO）、氧化铟镓（InGaO3）等，具有透明 导电、压电等特性，可用于透明电子器件、传感器等领域 。
有机半导体材料
具有柔韧性好、可大面积制备、低成本等优点，可用于柔 性电子器件、有机发光二极管（OLED）等领域。
二维材料在半导体器件中的应用
石墨烯
具有优异的电学、热学和力学性能，可用于 高速电子器件、柔性电子器件等领域。
品中。
陶瓷封装
使用陶瓷材料作为封装外壳，具有 优异的耐高温、耐湿气和机械强度 等性能，适用于高端电子产品和特 殊应用场合。
金属封装
利用金属材料（如铝、铜等）进行 封装，具有良好的散热性能和机械 强度，适用于大功率半导体器件。
测试技术
直流参数测试
通过测量半导体器件的直 流电压、电流等参数，评 估其性能是否符合设计要 求。
荷区，即PN结。
二极管的结构
由P型半导体、N型半导体以 及PN结组成，具有单向导电
性。
二极管的伏安特性
描述二极管两端电压与电流之 间的关系，包括正向特性和反
向特性。
二极管的主要参数
包括最大整流电流、最高反向 工作电压、反向电流等。
双极型晶体管
晶体管的结构
由发射极、基极和集电极组成 ，分为NPN型和PNP型两种。
半导体材料第9讲-III-V族化合物半导体的外延生长
氢化物一般是经高纯H2稀释到浓度为5％或10％后(也有 100％浓度的)装入钢瓶中，使用时再用高纯H2稀释到所需 浓度后，输入反应室。
掺杂源有两类，一类是金属有机化合物，另一类是氢化 物，其输运方法分别与金属有机化合物源和氢化物源输运 相同。
MOVPE设备
2．气体输运系统 气体的输运管路是由不锈钢管道、质量流量控制器(mass
金属有机化合物的名称及其英文缩写
三甲基镓 三甲基铟 三甲基铝 三乙基镓 三乙基铟 二甲基锌 二乙基锌 二甲基镉 二乙基镉
Tri-methyl-gallium TMG．TMGa
Tri-methyl-indium TMI．TMIn
Tri-methyl-alumium TMAI
Tri-ethyl-gallium TEG．TEGa
(3) 总杂质浓度和生长温度的关系。在富砷的生长条件下，温度是影响 非掺杂GaAs外延层中总杂质浓度的最重要因素。实验发现，从750℃到 600℃，外延层中的施主和受主浓度都随温度降低而降低。在600℃时， 总杂质浓度<1015／cm3。但低于600℃时，外延层表面变得粗糙。
(4) 源纯度对迁移率的影响。在MOVPE生长非掺杂GaAs外延层中，杂 质的主要来源是源材料，只要TMG和AsH3中一种纯度不够，迁移率就降 低。早期源的纯度不够高曾限制了MOVPE技术的应用。目前采用一般的 源可生长出载流子浓度小于1×1014／cm3，室温迁移率大于6000cm2／ VS的GaAs外延层。
4Ga + xAs4 = 4GaAsx ( x<1 ) 而HCI在高温下同Ga或GaAs反应生成镓的氯化物，它的主反应为
2Ga + 2 HCl = 2 GaCl + H2 GaAs + HCl = GaCl + ¼ As4 + ½ H2
掺杂源有两类，一类是金属有机化合物，另一类是氢化 物，其输运方法分别与金属有机化合物源和氢化物源输运 相同。
MOVPE设备
2．气体输运系统 气体的输运管路是由不锈钢管道、质量流量控制器(mass
金属有机化合物的名称及其英文缩写
三甲基镓 三甲基铟 三甲基铝 三乙基镓 三乙基铟 二甲基锌 二乙基锌 二甲基镉 二乙基镉
Tri-methyl-gallium TMG．TMGa
Tri-methyl-indium TMI．TMIn
Tri-methyl-alumium TMAI
Tri-ethyl-gallium TEG．TEGa
(3) 总杂质浓度和生长温度的关系。在富砷的生长条件下，温度是影响 非掺杂GaAs外延层中总杂质浓度的最重要因素。实验发现，从750℃到 600℃，外延层中的施主和受主浓度都随温度降低而降低。在600℃时， 总杂质浓度<1015／cm3。但低于600℃时，外延层表面变得粗糙。
(4) 源纯度对迁移率的影响。在MOVPE生长非掺杂GaAs外延层中，杂 质的主要来源是源材料，只要TMG和AsH3中一种纯度不够，迁移率就降 低。早期源的纯度不够高曾限制了MOVPE技术的应用。目前采用一般的 源可生长出载流子浓度小于1×1014／cm3，室温迁移率大于6000cm2／ VS的GaAs外延层。
4Ga + xAs4 = 4GaAsx ( x<1 ) 而HCI在高温下同Ga或GaAs反应生成镓的氯化物，它的主反应为
2Ga + 2 HCl = 2 GaCl + H2 GaAs + HCl = GaCl + ¼ As4 + ½ H2
半导体物理与材料
E1
允带
Ec
E(K)Energy
E2
禁带
简化为 电 子
能 量
Eg
E3
K
Ev
Eg EC EV
Einstein光电效应实验。我们简单回顾一下。这个实验引入了重 要的一个关系。图1-5c 中的直线的斜率是h/q。因此h可以通过这个实 验测得。Y轴的截止电压由金属的功函数（work function）W决定。 光子（photon）的能量为E=hν，只有当入射光的能量大于W时，才 使电子从金属表面逸出，并产生光电流。
世界GaAs单晶的总年产量已超过200吨（日本1999年的 GaAs单晶的生产量为94吨，InP为27吨），其中以低位错密 度生长的2～3英寸的导电GaAs衬底材料为主。
InP具有比GaAs 更优越的高频性能，发展的速度更快； 但不幸的是，研制直径3英寸以上大直径的InP单晶的关键技 术尚未完全突破，价格居高不下。
半导体电导率的特征：
1、 变化范围很宽； 2、 随温度上升明显； 3、 随掺杂浓度增加（其中少量杂质电离，载
流子浓度剧增），电导率急剧增加）； 4、 波长合适的光照射，光激发会使载流子浓
度和电导率增加（这实际上就是半导体的光 电导现象）。
➢ 除了半导体的电导率具有以上几方面特征之外， 许多半导体材料述还有比金属明显得多的温差电效 应、磁电效应和压电效应。此外，半导体的pn结、 金属与半导体的接触、不同种半导体材料的接触 (即异质结)等由界面所表现出来的结特性以及电场 对半导体表面的场效应等也是半导体的一些重要特 性。
The band gap of the most commonly used semiconductors is of order 1eV,for Si,Eg=1.1eV.
《功能材料概论》PPT课件 (2)
半导体
导体
10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106
电导率σ S/m
超导体：σ→∞
编辑ppt
3
离子导电材料的导电机理源于离 子的运动，由于离子的运动速度远小 于电子的运动速度，因此其电导率较 小，目前最高不超过102 S/m ，一般在 100 S/m以下。
编辑ppt
15
(二)、半导体的导电机理
半导体价带中的电子受激发后从满
价带跃到空导带中，跃迁电子可在导
带中自由运动，传导电子的负电荷。
同时，在满价带中留下空穴，空穴带
正电荷，在价带中空穴可按电子运动
相反的方向运动而传导正电荷。因此，
半导体的导电来源于电子和空穴的运
动，电子和空穴都是半导体中导电的
载流子。
编辑ppt
34
(六) 半导体材料的应用
1、半导体材料在集成电路上的应用：最早用锗单 晶制造二极管和三极管；现在发展硅器件，以 硅单晶为基材的集成电路在电子器件中占主导 地位。化合物半导体砷化镓做微波、超高频晶 体管等；
2、半导体在光电子器件、微波器件和电声耦合器 上的应用：发光管、激光器、光电池、光集成 等；
第二章 电功能材料
半导体材料 超导体材料 电接点（触头）材料
编辑ppt
1
以特殊的电学性能或各种电效应作为主 要性能指标的一类材料。
半导体 材料
超导 材料
电接点 （触头）
材料
编辑ppt
2
导电材料的分类
按导电机理可分为：电子导电材料和离子导电材料两 大类。
电子导电材料包括导体、超导体和半导体：
绝缘体
亚十纳米二维材料范德华异质结构与半导体器件,参与单位负责人
亚十纳米二维材料范德华异质结构与半导体器件,参与单位负责人亚十纳米二维材料范德华异质结构在半导体器件中的应用和前景展望。
引言：近年来，随着纳米科技的快速发展，二维材料作为一种新兴的材料，引起了广泛的关注。
亚十纳米的二维材料范德华异质结构由于其独特的性质，被认为是半导体器件领域的一种重要解决方案。
本文将重点探讨亚十纳米二维材料范德华异质结构在半导体器件中的应用和前景展望。
一、亚十纳米二维材料范德华异质结构的定义与特点亚十纳米二维材料范德华异质结构是由两种或以上的二维材料在独立的单原子层之间通过范德华力相互堆叠形成的结构。
亚十纳米尺度使得二维材料之间的堆叠结构具有显著的量子效应和表面电子结构调控能力，这为其广泛应用于半导体器件领域提供了优势。
二、亚十纳米二维材料范德华异质结构在器件中的应用1. 亚十纳米异质结构调控由于亚十纳米异质结构具有显著的界面效应和表面电子结构调控能力，可以通过调控不同材料之间的相互作用来实现器件性能的优化。
例如，通过调整堆叠的二维材料的种类和顺序，可以实现高效的能量转移和电荷传输，从而提高器件的效率和性能。
2. 范德华异质结构晶体管亚十纳米二维材料范德华异质结构可以用于制备晶体管器件。
通过在接触区域形成p-n结，实现电荷在异质结构内的传输，从而调节晶体管的电子和空穴传输特性。
这种异质结构晶体管可以实现较高的开关比和较低的功耗，有望应用于高速电子器件。
3. 范德华异质结构能量转换器件亚十纳米二维材料范德华异质结构在能量转换器件中也具有巨大的潜力。
例如，通过将铁磁性材料与光电材料堆叠，可以制备出具有高效磁光相互作用的器件，实现光-磁转换和磁-光转换。
三、亚十纳米二维材料范德华异质结构的前景展望1. 新型器件的研发亚十纳米二维材料范德华异质结构的独特性质使其成为研发新型器件的理想材料。
例如，通过在异质结构中引入局域强度分布的局域电场或应力，可以实现新型的电子输运特性，从而潜在地应用于量子计算、自旋电子学和能量存储等领域。
半导体材料
直接跃迁
间接跃迁
(2) 导带结构
半导体材料的导带结构是比较复杂的，对材料的性能 和应用有明显的影响，下面以 Si、 Ge、 GaAs为例作简 单介绍： a)实验发现 GaAs的导带底附近等能面形状为球面， Ge、 Si的等能面为旋转椭球面。因此GaAs的许多性质 (如电 阻率、磁阻效应等)呈各向同性，可用标量表示, Ge、Si 的许多性质呈各向异性。 b)如果导带极值不在k空间原点，按对称性的要求，必然 存在若干个等价的能谷。具有多个能谷的半导体称为多 能谷半导体，如Ge和Si是典型的多能谷半导体。 如果导带极值在k空间原点处，只有单个极值，称为单 能谷半导体，如GaAs为单能谷半导体。
m*ε H εi 2 m0 ε
εi的意义？
m*为载流子的有效质量，m0为电子的惯性质量,ε为母体 晶体的相对介电系数，H为氢原子的基态电离能。
能带结构
画能带时只需画能量最高的价带和能量最低的导带。价带 顶和导带底都称为带边，分别用Ev和Ec表示它们的能量，带隙 宽度Eg＝Ec-Ev。
以Ge、Si、GaAs的能带为例。可以讨论三个方面：
第二章 各种固体材料及其应用
固体材料
功能材料
电功能材料 主要参考书：
1）«功能材料学概论», 马如璋, 蒋民华, 徐祖雄 主编, 北 京冶金工业出版社, 1999年
2）«新材料概论», 陈光, 崔崇 主编, 科学出版社,2003年
结构材料
磁功能材料
光功能材料 功能转换材料
3) «功能材料概论», 殷景华，王雅珍，鞠刚 主编,哈尔滨工 业大学出版社，1999年
半导体材料的分类
属之间具有半导体性质的元 素有十二种，B，C，Si，P，S，Ge，As，Se，Sn，Sb，Te 和I。其中具备实用价值的元素半导体材料只有硅、锗和硒。 硒是最早使用的，而硅和锗是当前最重要的半导体材料。
电子工程物理基础v2.0(4)
聂萌 东南大学电子科学与工程学院
本课程主要参考书 《电子工程物理基础》第2版 唐洁影 宋竞 电子工业 出版社 4-5章 《半导体物理学》 第6版 刘恩科 电子工业出版社 1-6章，7章部分
聂萌 办公室：四牌楼校区南高院MEMS实验 室204 邮箱：m_nie@
电话：83794642-8818
考试：闭卷 卷面成绩 90%
平时成绩 10%（作业、点名）
与其他课程的关系 微电子学物理基础
晶体结构，薛定谔方程，能带 理论..... 能带，费米能级，迁移率，扩 散系数，少子寿命， PN结， 金半接触...... 二极管，三极管，MOS晶体管， 激光器，光电探测器，场效应 管...... CPU，存储器，运算放大器， 模数转换器，音视频处 理......
1967 非易失性半导体存储器NVSM：在判断电源下仍能保存信 息，与传统的MOSFET相比，多了个暂存电荷的浮栅，具有非易 失性/高密度/低功耗/电可擦写等特性成主流存储器
1970 电荷耦合器件CCD：视频摄像机和光学传感器
1980 MODFET：调制掺杂型场效应晶体管，会是最快的场效应 晶体管 1994 室温单电子记忆单元（SEMC）：只需要一个电子来存储 信息，可容纳1万亿位以上 2001 15nmMOSFET：最先进的集成电路芯片的基本单元，可容 纳1万亿以上的管子
限关系，提出了新型耐压层的功率器件结构，实现了VLSI（所
含晶体管的数目已达10万~100万）
－90年代，实现了ULSI（所含晶体管的数目已超过1亿个）
－2001年：IBM制造出了碳纳米管的晶体管 Bell制造出了分子晶体管
日本用碳纳米管制成了纳米线圈
美国制出了最小的激光器（纳米激光器）和最细的激光束
中采用。GaN禁带宽度大，宜做蓝光器件的材料
本课程主要参考书 《电子工程物理基础》第2版 唐洁影 宋竞 电子工业 出版社 4-5章 《半导体物理学》 第6版 刘恩科 电子工业出版社 1-6章，7章部分
聂萌 办公室：四牌楼校区南高院MEMS实验 室204 邮箱：m_nie@
电话：83794642-8818
考试：闭卷 卷面成绩 90%
平时成绩 10%（作业、点名）
与其他课程的关系 微电子学物理基础
晶体结构，薛定谔方程，能带 理论..... 能带，费米能级，迁移率，扩 散系数，少子寿命， PN结， 金半接触...... 二极管，三极管，MOS晶体管， 激光器，光电探测器，场效应 管...... CPU，存储器，运算放大器， 模数转换器，音视频处 理......
1967 非易失性半导体存储器NVSM：在判断电源下仍能保存信 息，与传统的MOSFET相比，多了个暂存电荷的浮栅，具有非易 失性/高密度/低功耗/电可擦写等特性成主流存储器
1970 电荷耦合器件CCD：视频摄像机和光学传感器
1980 MODFET：调制掺杂型场效应晶体管，会是最快的场效应 晶体管 1994 室温单电子记忆单元（SEMC）：只需要一个电子来存储 信息，可容纳1万亿位以上 2001 15nmMOSFET：最先进的集成电路芯片的基本单元，可容 纳1万亿以上的管子
限关系，提出了新型耐压层的功率器件结构，实现了VLSI（所
含晶体管的数目已达10万~100万）
－90年代，实现了ULSI（所含晶体管的数目已超过1亿个）
－2001年：IBM制造出了碳纳米管的晶体管 Bell制造出了分子晶体管
日本用碳纳米管制成了纳米线圈
美国制出了最小的激光器（纳米激光器）和最细的激光束
中采用。GaN禁带宽度大，宜做蓝光器件的材料
水热溶剂热合成学习材料-(12)-水热溶剂热合成综述
例如：MexOy+Hz——xMe+yHzO 其中 Me 为银、铜等
(5)水热分解：某些化合物在水热条件下分解成新的化合物，进行分离而得 单一化合物超细粉体。
例如：ZrSiO4+NaOH——ZrO2+NaSiO3 (6)水热结晶：可使一些非晶化合物脱水结晶。
例 如 ： A I( O H )3——A l 203·H20 2 水热法反应装备
合 填充度一定时，反应温度越高，晶体生长速度越大，在相同反应温度下填
热 充 度 越 大 ， 体 系 压 力 越 高 ， 晶 体 生 长 速 度 越 快 。 因 此 在 实 验 中 我 们 既 要 保
剂 持反应物处于液相传质的反应状态，又要防止由于过大的装填度而导致的
溶
热
水
大
科
过高压力。实验上，为安全起见，装填度一般控制在 60％一 80％之间，80％ 以上的装填度，在 240℃是压力有突变。
料，成本相对较低；⑥容易得到好取向，更完整的晶体；⑦在成长的晶体
中，比其他方法能更均匀地进行掺杂；⑧能调节晶体生长的环境。水热法
也存在着一些缺点。由于水热反应在高温高压下进行，因此对高压反应釜
群
进行良好的密封成为水热反应的先决条件，这也造成水热反应的一个缺点：
流
水热反应的非可视性。只有通过对反应产物的检测才能决定是否调整各种
促进剂，同时又是压力传递介质，通过加速渗透反应和控制其过程的物理
化学因素，实现无机化合物的形成和改进。水热合成法既可制备单组分微
小单晶体，又可制备双组分或多组分的特殊化合物粉末，克服某些高温制
的纳米晶，
晶粒发育完整、粒度分布均匀、颗粒之间少团聚，原料较便宜，可以得到
与其它传统制备路线相比，溶剂热合成的显著特点在于：反应在有机
典型半导体材料及电子材料 晶体结构特点及有关性质
2007-12-20
20
研究大量的晶体的解理性质以后发现，解理 面总是沿着晶体中具有低指数的晶面发生。 金刚石结构：Ge、Si等晶体受力后易发生破裂的 晶面是{111}面。 闪锌矿结构：GaAs、InSb 等晶体受力后易发生 破裂的晶面是{110}面。
2007-12-20
21
为什么金刚石型和闪锌矿型结构的晶体，解理面有 所不同呢？ 首先，晶体在解理时，要拉断价键，键合最薄 弱的晶面间最易解理；低指数的晶面，原子面密度 大，晶面间距离大，晶面本身的内聚力大，晶面间 的结合力小。对于Si、Ge、金刚石型结构(111)复 合面，价键密度P＝2.3/a2，晶面间距d＝0.43a，原 子面密度4.6/a2，所以解理最易在(111)面上产生。
2007122015金刚石型闪锌矿型1002211442naa??????221102228naa211121133262332naa??????2111111462nna复合22312342aa图中111面的面积20071220162晶面间的价键密度参照金刚石的晶胞在100面上每个原子的4个共价键有两个键向着面内有两个向着面外p1002n1004a2在110面上每个原子的两个价键与面内的原子结合了其余两个价键分别贡献给相互邻近的110面对于一个110面来说有效贡献一个价键p110n11028a22007122017在111面上每个原子的四个价键中有三个贡献给近离的111面形成稳定的复合晶面有一个贡献给稍远距离的111面因此
2007-12-20 23
5.2.3 腐蚀特性
什么是腐蚀特性？ 晶体在遭受化学腐蚀剂腐蚀时通常呈现出明显的各向异 性。那些低晶面指数的晶面腐蚀的速度较慢，硅的晶体其腐 蚀最慢的晶面是{111}。 原因如下： 低晶面指数的晶面具有较大的原子面密度，晶体的内部 原子间的相互结合力较强，而暴露在晶体外部的不饱和键的 数目较少或较弱，具有较好的化学稳定性。 有一种观察缺陷的方法——化学腐蚀法
工业科学技术论文
工业科学技术概述2008年，工业科学技术在冶金、材料、机械制造与装备、电子信息、民用航空航天、化工、建筑、纺织、轻工等领域的科研或重大科技创新与产业化项目的实施，进展顺利，取得了显著成效。
冶金工业在低品位菱铁矿选矿技术、煤气透平与高炉鼓风同轴驱动的能量回收机组的研发得到应用。
材料工业研制的高性能锆合金材料、Mo-3Nb合金单晶材料、活性超细锆粉、Ti-6Al-4V钛合金棒材、复合稀土强化耐高温钼合金、大面积薄复层TA2/Q235B复合板技术达到国际水平。
Ⅱ-VI族化合物半导体晶体材料研制取得显著成就。
机械制造与装备工业在金属锻压领域，中国重型机械研究院研制的165MN自由锻造油压机、国产首套镀锡基板轧制生产线、数控轧环机、矫直机填补了国内空白；西北工业大学经过13年的研究，开发的系列激光立体成形与修复装备的应用，解决了国家高新工程一批急迫的技术难题；陕西工业研究院等单位承担的数控机床等重大科技创新与产业化项目效果良好。
在电网工程领域，西安高压电器研究所历时5年研发的±500kV高压直流输电换流阀运行试验系统，打破了国外在换流阀电气试验领域的垄断地位；西安西电变压器公司等单位研制的高压直流输电重大技术装备，使中国成为世界上少数几个可以生产该成套设备的国家之一；研制的DZ-40000/1000电力变压器达到国际先进水平；西安西电电力整流器公司研发的直流光控换流阀、电控换流阀、晶闸管在交流变直流输电中的应用节约了投资。
西安交通大学等单位历时12年研发的系列智能电器产品，实现了开关电器行业关键技术的重大创新。
电子信息技术由西安电子科技大学等单位研制的反射面天线机电集成设计软件平台，广泛应用于天线工程；西安电力电子技术研究所研制的5英寸超大功率整流管是世界上同类型电力半导体器件功率最大综合性能指标最高的整流管；西安交通大学等单位在多波混频的超快控制等方面开拓了研究的新领域；该校带电粒子束源系列关键技术的研发与应用研制的中国第一台气体和金属两用离子源等产品技术水平达到国外同等领先水平。
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量 子结 构 材料 与器件 是 近年来 光 电信 息功 能材 料 与 器件 研制 的一 个前 沿 ， 的迅 速 发 展 是 由信 息 技 术 它 等 应用 需求 和材 料制 备技 术发 展所 决定 的 。当体系 的
尺 度可 以与 电子波长 相 比拟 时 ， 会产 生量 子效 应 ， 就 由 此 引发 了量 子 结 构 材 料 与 器 件 的 发 展＿ 。此 外 ， ｌ ］ 随 着 在纳 米精 度 上 的材料 与器 件 的制 备 作 技 术 的发 展 ， 尤 其是 分子 束 外延 技 术 （ Ｅ） 金 属 有 机 化 学 气 相 ＭＢ 和
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｓ ｃ ｃ ｎｃ ｐ ｓ ｏ ａ ｔ ｍ ｓ ｒ ｔ ｅ ｍａ ｅ ｉｌ ｎｄ ｄｅ ｃ ｓ ｗ ｅ ｅ ｓ ｍ ｍａ ｉｅ ｅ ｂａ ｉ ｏ ｅ ｔ ｆ ｑｕ ｎ ｕ ｔ ｕｃ ｕｒ ｔ ｒａ ｓ ａ ｖｉｅ ｒ ｕ ｒｚ ｄ，ａ ｄ ｔ ｎ ｈｅ ｄｅ ｉ ｔｏ ｕａ ｕｍ ｔ ｕ ｔ ｒ ｎｄ ｔ ｕａ ｔ ｆｎｉｉ ｎ ｏｆｑ ｎｔ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅａ ｈｅ ｑ ｎ ｕｍ ｉｅ ｅ ｆ ｃ ｒ ｎ ｒ ｄｕｃ ｄ ｓ ｚ ｆ ｅ ｔｗｅ ｅ ｉ ｔ ｏ ｅ ．Ｔａ ｘａ ｐｌ ｏ ｈ Ｉ ｋｅ ｅ ｍ ｅｆ ｒ ｔ ｅ Ｉ— ＶＩｃ ｍｐｏ ｏ ｕｎｄ ｓ ｍｉ ｏ ｕｃ ｏ ｅ ｃ ｎｄ ｔ ｒ，ｔ ｅ ｅ ｆ ｃ ｆｔ ａ ｕｍ ｉｅ ｅ ｆ ｃ ｐｏ ｘ ｉｏ ｎ ｎ ｎｅ ｇ ｓ ｉ ｈ ｆｅ ｔｏ ｈｅｑｕ ｎｔ ｓｚ ｆ ｅ ｔｕ ｎ ｅ ｃｔ ｎ ｂｉ ｄｉ ｇ ｅ ｒ ｙ ｗａ ｎ— ｔ ｏｄ ｅ ． Ｔｈ ｒ ｆ ｅ，ｔ ＩＶＩ ｃ ｍｐｏ ｄ ｓ ｍ ｉｏ ｕｃ ｏｒ ｑｕ ｎ ｕｍ ｔ ｕ ｔ ｒ ａ ｅ ｉ ｌ ｓ ｈ ａ ｕａ ｒ ｕｃ ｄ ｅ ｅ ｏｒ ｈｅ Ｉ— ｏ ｕｎ ｅ ｃ ｎｄ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｍ ｔ ｒａ ｓ ｕｃ ｓ ｑ ｎ— ｔ ｒ ｌｓ ａ ｕａ ｕ ｄｏ ｓ，ａ ｈｅ ａ ｌｃ ｔｏ ｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｔ ｏ ｕ ｗｅ ｌ ｎｄ ｑ ｎｔ ｍ ｔ ｎ ｎｄ ｔ ｐｐ ｉａ ｉ ｎ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆｗｈｉｈ ｉ ｏｔ ｌ ｃ ｒｃ ｄ ｔ ｃ ｉ ｅ ｃ ｎ ｐｈ ｏｅｅ ｔｉ ｅ ｅ ｔｏｎ ｄ — ｖ ｃ ｓ，ｌｇ ｍｉｔｎｇ ｄ ｖ ｃ ｓ ａ ｏ ａ ｅｌｆｅ ｄ ｗｅ ｅ ａ ｌ ｅ ｅ ｒ ｌｙ． ｉｅ ｉ ｈｔｅ ｔｉ ｅ ｉ ｅ ｎｄ ｓ ｌ ｒ ｃ ｌ ｉ ｌ ｒ ｎａｙｚ ｄ ｇ ｎｅ ａ ｌ Ｋｅ ｒ ｓ：ＩＶ Ｉｃ ｙ ｗｏ ｄ Ｉ — ｏｍｐｏ ｎｄ ｓ ｍ ｉｏ ｕ ｅ ｃ ｎｄｕ ｔ ；ｑｕａ ｕ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ；ｅ ｃ ｔ ｆ ｅ ｔ ｃ ｏｒ ｎｔ ｍ ｔ ｕ ｔ ｒ ｘ ｉｏｎ ｅ ｆ ｃ ；ｑｕ ｎｔ ｍ ｉｅ ｅ ｆ ｃ ａ ｕ ｓｚ ｆ ｅ ｔ
以 Ｉ Ｖ 族 化 合 物 半 导 体 为 例 ， 绍 了量 子 尺 寸 效 应 对 于激 子 束 缚 能 的影 响 。 以此 为 基 础 ， 述 了 Ｉ ＶＩ 化 合 物 半 导体 Ｉ Ｉ — 介 综 Ｉ 族 — 量 子 阱 、 子 点 等 量 子 结 构材 料 以 及 量 子 结 构 器 件 在 光 电探 测 、 光 器 件 与太 阳 能 电 池 领 域 的研 究 现 状 ， 总 结 了 Ｉ ＶＩ 量 发 并 Ｉ — 族 化合物半导体量子结构材料与器件 的发展趋势 ，Ｉ ａ — ｉ Ｊａ — ｉ Ｈ Ｇａ ｇｑ ａ ｇ Ｊ Ｅ Ｗ ｎ ｑ ，
（ ｉａ ｇＵｎ ｖ ｒ ｉｙ Ｂｅｊ ｇ １ ０ ９ Ｃｈｎ ； ｃ ｏ ｌｏ ａｅ ｉｌ Ｓ ｉｎ ｅ １Ｂｅｈ ｎ ｉｅ ｓｔ ， ｉｎ ０ １ １， ｉ ａ ２ Ｓ ｈ ｏ ｆＭ ｔｒａｓ ｃｅ ｃ ， ｉ
Ｎｏ ｔ ｗｅ ｔ ｒ ｌ ｔ ｃ ｎ ｃ ｌＵｎ ｖ ｒ ｉｙ Ｘｉ ａ ０ ２， ｉ ａ ｒ ｈ ｓ ｅ ｎ Ｐｏ ｙ ｅ ｈ ｉａ ｉ ｅ ｓｔ ， ’ ｎ ７ ０ ７ Ｃｈ ｎ ） １ 摘 要 ： 要 介 绍 了量 子 结 构 材 料 与 器 件 中 的 基 本 概 念 ， 点 介 绍 了 量 子 结 构 的 定 义 和 量 子 尺 寸 效 应 的 能 带 裁 剪 工 程 。 简 重
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Ｉ ＶＩ 化 合 物 半 导 体 量 子 结 构材 料 和 器 件 的研 究 与 发 展 Ｉ 族 —
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Ｉ－ 族 化 合 物 半导 体 量 子 结构 ＩＶＩ 材 料 和 器 件 的研 究 与发 展
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ＩＶＩＳ ｍｉｏ ｄ ｃｏ ａ ｔ ｍ ｖ ｌｐ ｎ ｆＩ— ｅ ｃ ｎ ｕ ｔ ｒＱｕ ｎ ｕ
关 键 词 ： Ｉ 族 化 合 物 半 导 体 ； 子 结 构 ； 子 效 应 ； 子 尺 寸 效 应 Ｉ ＶＩ － 量 激 量
中图分类号 ： ＴＮ３ ４ ２ ； ７ Ｏ ． ５ Ｏ４ ２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ １４ ８ （ ０ １ ０ ０ ７０ １ ０ —３ １２ １ ）６０ ８—６