半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所金鵬研究員團隊在王占國院士大力支持下長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。在國家重大科研裝備研制項目支持下，團隊研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、國際首臺使用全固態(tài)深紫外光源的具有時間分辨功能的深紫外激光光致發(fā)光光譜儀，獲得多項國家發(fā)明專利授權(quán)，達(dá)到了國際先進水平。2019、2020、2022三年入選中國科學(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：光源系統(tǒng)最短激發(fā)波長可至177 nm，可實現(xiàn)深紫外光致發(fā)光光譜測量；配有最大電子束能量為30 keV的電子槍，可以實現(xiàn)陰極熒光光譜的測試；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，最低溫度可達(dá)到5 K；光譜儀具有穩(wěn)態(tài)光譜和時間分辨光譜探測功能，穩(wěn)態(tài)光譜探測波長的機械掃描范圍覆蓋170-900 nm，光譜分辨率可達(dá)0.03 nm；探測系統(tǒng)配有條紋相機，可用于時間分辨光致發(fā)光光譜的測試，時間分辨率達(dá)到2 ps。

2、應(yīng)用領(lǐng)域：針對于氮化鋁、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)合機制等，用于表征寬禁帶半導(dǎo)體材料性質(zhì)和進行物理研究，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間的變化，得到時間分辨的光致發(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，促進交流合作，團隊積極開放對外測試服務(wù)。至目前為止，共測量有效穩(wěn)態(tài)光譜5000余條，獲取條紋相機圖像1200余幅，共測量樣品數(shù)千余個，運行機時12000小時，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)、中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所、中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機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期在半導(dǎo)體材料光學(xué)測試方面的技術(shù)積累，團隊已經(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，可進行商業(yè)化生產(chǎn)。