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6英寸低缺陷掺硫磷化铟晶体制备与性质研究
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作者 李晓岚 高渊 +4 位作者 闫小兵 徐成彦 史艳磊 王书杰 孙聂枫 《半导体技术》 北大核心 2025年第7期684-690,共7页
低缺陷掺硫磷化铟晶片是光电器件的主要衬底材料,制备6英寸(1英寸=2.54 cm)大直径单晶是降低器件成本的重要手段之一。通过分析6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶生长过程的杂质效应机理、热应力和热场温度分布,并对掺硫磷化铟晶体头、中、尾... 低缺陷掺硫磷化铟晶片是光电器件的主要衬底材料,制备6英寸(1英寸=2.54 cm)大直径单晶是降低器件成本的重要手段之一。通过分析6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶生长过程的杂质效应机理、热应力和热场温度分布,并对掺硫磷化铟晶体头、中、尾切片进行电学性能、位错密度及应力测试,得到载流子浓度与掺杂量、迁移率及位错(腐蚀坑)密度之间的关系,以及掺硫磷化铟晶体易开裂的原因。优化了适合生长6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶的半封闭可调热场系统,通过增加热屏罩,提高了炉体上部空间的气氛温度,降低了晶体内部的温度梯度,从而有效降低了晶体内的残余应力。确定了InP中In2S3的掺杂质量分数最大限度(≤300×10^(-6)),得到了低位错密度(<3000 cm^(-2))的磷化铟晶体,并有效地降低了晶体开裂的概率,实现了6英寸低缺陷掺硫磷化铟单晶的重复生长。 展开更多
关键词 掺硫磷化铟 晶体生长 杂质效应 位错(腐蚀坑)密度 晶体开裂
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富磷半绝缘磷化铟晶体生长的行波磁场调控
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作者 邵会民 史睿菁 +4 位作者 李早阳 孙聂枫 姜剑 毛旭瑞 宋瑞良 《半导体技术》 北大核心 2025年第9期901-907,共7页
针对高压垂直梯度凝固(HP-VGF)法生长InP晶体,建立了行波磁场作用下的晶体生长流动传热数值模型,并结合晶体生长实验研究了磁场对富磷半绝缘InP晶体中缺陷生成与掺杂分布的调控作用。研究结果表明,行波磁场可以在InP熔体中产生足够大的... 针对高压垂直梯度凝固(HP-VGF)法生长InP晶体,建立了行波磁场作用下的晶体生长流动传热数值模型,并结合晶体生长实验研究了磁场对富磷半绝缘InP晶体中缺陷生成与掺杂分布的调控作用。研究结果表明,行波磁场可以在InP熔体中产生足够大的洛伦兹力,使得熔体流动增强且温度分布发生变化;磁场调控使孪晶形核概率降低了15%,促进富磷熔体中气泡的逃逸,获得少气孔甚至无气孔的InP晶体,并能够减少晶体中心位错和提高Fe掺杂及轴向电学参数的均匀性。本研究可为生长大尺寸高品质InP晶体提供参考。 展开更多
关键词 磷化铟 单晶 孪晶 半绝缘 磁场 位错
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基于衬底台阶调控技术的高质量GaN生长
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作者 高楠 房玉龙 +4 位作者 王波 张志荣 尹甲运 韩颖 刘超 《半导体技术》 北大核心 2025年第5期481-487,共7页
GaN晶体质量提升对材料及器件性能优化至关重要。通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)在SiC衬底上对GaN晶体质量进行了实验研究。对比了高温H2刻蚀与高温HCl刻蚀对衬底台阶的影响,并对后续生长的AlN和GaN晶体质量进行了表征,发现增加衬... GaN晶体质量提升对材料及器件性能优化至关重要。通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)在SiC衬底上对GaN晶体质量进行了实验研究。对比了高温H2刻蚀与高温HCl刻蚀对衬底台阶的影响,并对后续生长的AlN和GaN晶体质量进行了表征,发现增加衬底台阶宽度有助于降低半高宽(FWHM)。采用不同表面预处理条件进行材料生长,发现氨气/三甲基铝(NH_(3)/TMAl)交替预处理对台阶有修饰作用,有助于降低GaN(002)晶面X射线衍射(XRD)峰FWHM,对(102)晶面XRD峰FWHM影响较小。最后讨论了AlN生长温度对GaN晶体质量的影响,发现AlN和GaN晶体质量均随温度升高而提高。综合各条件生长得到的GaN(002)晶面XRD峰FWHM为58.5 arcsec的GaN外延层,该FWHM为目前已知最低值,该样品GaN(102)晶面XRD峰FWHM为104.9 arcsec。 展开更多
关键词 金属有机物化学气相沉积(MOCVD) GAN 衬底台阶 高温刻蚀 半高宽(FWHM)
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lnP快速注入合成、提纯与大尺寸高品质多晶制备
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作者 李贺斌 王书杰 +4 位作者 孙聂枫 姜剑 邵会民 康永 谷伟侠 《半导体技术》 北大核心 2025年第8期809-814,共6页
高纯InP是制备高品质单晶的基础,通过分析InP注入合成过程及动力学,阐明了InP快速注入合成与提纯机理。注入合成与提纯的主要机制为:注入合成速率快,其他耗材对合成熔体的污染少;高压气泡形成与迁移过程起到吸收易挥发杂质元素的作用;... 高纯InP是制备高品质单晶的基础,通过分析InP注入合成过程及动力学,阐明了InP快速注入合成与提纯机理。注入合成与提纯的主要机制为:注入合成速率快,其他耗材对合成熔体的污染少;高压气泡形成与迁移过程起到吸收易挥发杂质元素的作用;注入合成后提拉生长可以对多晶锭进一步提纯。基于晶体生长原理,分析了富铟生长和富磷生长缺陷的形成机制。通过控制熔体的配比度,获得了抑制上述缺陷的条件。通过InP快速注入合成实验,在2.5 h内合成18 kg InP多晶,制备出直径150~180 mm适用于6英寸(1英寸=2.54 cm)及8英寸垂直梯度凝固(VGF)法单晶生长用高品质多晶,其迁移率为4400~4500 cm^(2)/(V·s),载流子浓度为1.5×10^(15)~3.5×10^(15)cm^(-3)。 展开更多
关键词 INP 注入合成 提拉生长 多晶 提纯 结晶
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锑化物半导体材料及其分子束外延生长研究进展 被引量:2
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作者 胡德鹏 王红真 +1 位作者 路云峰 贺训军 《半导体技术》 北大核心 2025年第3期229-240,共12页
锑化物半导体的带隙能量覆盖了整个红外区域,为开展材料的能带工程提供了很大的自由度和灵活性。分子束外延(MBE)是一种在超高真空环境下能够高度可控地生长高纯化合物薄膜材料的技术,在III-V族化合物半导体尤其是锑化物半导体材料生长... 锑化物半导体的带隙能量覆盖了整个红外区域,为开展材料的能带工程提供了很大的自由度和灵活性。分子束外延(MBE)是一种在超高真空环境下能够高度可控地生长高纯化合物薄膜材料的技术,在III-V族化合物半导体尤其是锑化物半导体材料生长中得到了广泛应用。通过对锑化物半导体材料的特性、实际应用的探讨,着重介绍了分子束外延技术在锑化物生长领域的最新研究进展。首先,阐述了二元、三元和四元锑化物半导体材料的物理特性;其次,总结了相关的红外探测器、激光器和热光伏电池等器件在低暗电流和高工作温度等研究方向的进展;最后,针对锑化物半导体的MBE生长工艺和过程中存在的问题,总结了一些切实可行的解决方案,并且展望了未来锑化物半导体材料分子束外延的发展趋势。 展开更多
关键词 锑化物 半导体 分子束外延(MBE) 能带结构 生长工艺
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Ga-N熔体热力学性质及钠助熔剂法制备GaN单晶的研究进展
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作者 刘甜甜 怀俊彦 +4 位作者 王书杰 顾占彪 张文雅 史艳磊 邵会民 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第7期597-608,共12页
作为第三代半导体的关键材料之一,Ⅲ族氮化物在过去几十年中因其应用于光电子和微电子器件而得到了广泛的研究,如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)。Na助熔剂法已成为生长高质量GaN晶体的重要技术之一。综述... 作为第三代半导体的关键材料之一,Ⅲ族氮化物在过去几十年中因其应用于光电子和微电子器件而得到了广泛的研究,如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)。Na助熔剂法已成为生长高质量GaN晶体的重要技术之一。综述和讨论了Na助熔剂法GaN结晶的发展历程与最新技术,包括Ga-N的结晶热力学性质、熔体结构、助熔剂选择、单点籽晶技术、多点籽晶技术、孔隙与位错控制、形貌演化与生长条件优化等。最后,对比其他体GaN技术,展望了Na助熔剂法的挑战与机遇。 展开更多
关键词 氮化镓 体单晶 位错 晶体生长 钠助熔剂法
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5G基站用740MHz~960MHz 705W GaN功率器件的研制
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作者 闫锐 默江辉 +3 位作者 王川宝 付兴中 张力江 崔玉兴 《通讯世界》 2024年第6期28-30,共3页
为了提升740MHz~960MHz 705W GaN功率器件的输出功率和抗失配能力,对GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)和GaN功率器件进行设计,采用双场板技术和背面通孔技术解决器件击穿电压低和抗负载失配能力差的问题。同时,基于预匹配技术和金属陶瓷封... 为了提升740MHz~960MHz 705W GaN功率器件的输出功率和抗失配能力,对GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)和GaN功率器件进行设计,采用双场板技术和背面通孔技术解决器件击穿电压低和抗负载失配能力差的问题。同时,基于预匹配技术和金属陶瓷封装技术,成功研制出Dohert结构的GaN功率器件。对设计出的GaN功率器件进行测试,在工作电压为48V、工作频段为740MHz~960MHz的条件下,实现输出功率达到708W,带内功率附加效率最高达77.8%,功率增益大于16.5dB,抗失配能力达到5:1的性能指标。 展开更多
关键词 GaN HEMT 功率器件 场板
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基于分离多量子垒电子阻挡层的AlGaN基深紫外发光二极管 被引量:1
8
作者 申国文 鲁麟 +3 位作者 许福军 吕琛 高文根 代广珍 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1156-1162,共7页
通过分离多量子垒电子阻挡层(EBL)结构,实现了AlGaN基DUV-LED器件性能的提升。由仿真结果可得,与传统的块状EBL相比,采用分离多量子垒结构的EBL可以获得更高的空穴浓度和辐射复合速率。这得益于EBL中间的夹层形成了空穴加速区,使得空穴... 通过分离多量子垒电子阻挡层(EBL)结构,实现了AlGaN基DUV-LED器件性能的提升。由仿真结果可得,与传统的块状EBL相比,采用分离多量子垒结构的EBL可以获得更高的空穴浓度和辐射复合速率。这得益于EBL中间的夹层形成了空穴加速区,使得空穴在加速区获得能量,从而提高了空穴注入效率。另外,多量子势垒结构还能够通过提高电子势垒有效抑制电子泄漏,从而大幅度提升器件性能。综上所述,多量子垒电子阻挡层的引入可以显著提升AlGaN基DUV-LED器件的性能。 展开更多
关键词 ALGAN 深紫外发光二极管 电子阻挡层
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高掺杂低位错p型GaN材料生长研究
9
作者 高楠 房玉龙 +4 位作者 王波 韩颖 张志荣 尹甲运 刘超 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第8期702-707,共6页
对采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在SiC衬底上生长的p型GaN材料进行了研究。p型GaN材料通常采用Mg掺杂来实现,但Mg有效掺杂量的增加会导致材料的空穴浓度提高,表面粗糙度变大、位错密度增加。采用Delta掺杂方式,在Cp_(2)Mg通入量一... 对采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在SiC衬底上生长的p型GaN材料进行了研究。p型GaN材料通常采用Mg掺杂来实现,但Mg有效掺杂量的增加会导致材料的空穴浓度提高,表面粗糙度变大、位错密度增加。采用Delta掺杂方式,在Cp_(2)Mg通入量一定的情况下,通过对温度、压力以及Delta掺杂过程中TMGa通入时间的调控实现了对p型GaN材料掺杂浓度与表面粗糙度和位错密度之间的平衡优化。结果显示,生长温度1150℃、生长压力400 mbar(1 mbar=100 Pa)、TMGa通入时间40 s的样品均方根表面粗糙度为0.643 nm,(002)晶面半高宽(FWHM)为176.8 arcsec,空穴迁移率为11.8 cm^(2)/(V·s),空穴浓度为1.02×10^(18)cm^(-3),实现了电学性能与晶体质量的平衡。 展开更多
关键词 金属有机化学气相沉积(MOCVD) Delta掺杂 P型GAN 空穴浓度 半高宽(FWHM)
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GaN薄膜低温外延的ECR-PAMOCVD技术 被引量:16
10
作者 徐茵 顾彪 +2 位作者 秦福文 从吉远 杨树人 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期37-39,共3页
给出了用电子回旋共振微波等离子体辅助金属有机化学汽相沉积(ECR-PAMOCVD)技术和在低温(≤600℃)、极低气压(≤1Pa)下生长GaN外延膜的装置、工艺及实验结果。并与以往的GaN外延技术进行了比较,说明了这... 给出了用电子回旋共振微波等离子体辅助金属有机化学汽相沉积(ECR-PAMOCVD)技术和在低温(≤600℃)、极低气压(≤1Pa)下生长GaN外延膜的装置、工艺及实验结果。并与以往的GaN外延技术进行了比较,说明了这种新的低温外延技术的独特优点。 展开更多
关键词 氮化镓 MOCVD 等离子体 低温外延
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用飞秒激光触发GaAs光电导体产生THz电磁波的研究 被引量:25
11
作者 施卫 张显斌 +3 位作者 贾婉丽 李孟霞 许景周 张希成 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1735-1738,共4页
报道了用半绝缘 Ga As材料研制的光电导偶极天线在飞秒激光脉冲触发下辐射 THz电磁波的实验结果 .Ga As光电导偶极芯片的两个欧姆接触电极间隙为 3m m,采用 Si3N4 薄膜绝缘保护 ,在 5 4 0 V直流偏置下被波长80 0 nm,脉宽 14 fs,重复频率... 报道了用半绝缘 Ga As材料研制的光电导偶极天线在飞秒激光脉冲触发下辐射 THz电磁波的实验结果 .Ga As光电导偶极芯片的两个欧姆接触电极间隙为 3m m,采用 Si3N4 薄膜绝缘保护 ,在 5 4 0 V直流偏置下被波长80 0 nm,脉宽 14 fs,重复频率 75 MHz,平均功率 130 m W的飞秒激光脉冲触发时产生 THz电磁波 .用电光取样测量得到了 THz电磁脉冲的时域波形和频谱分布 .THz电磁波的辐射峰值位于 0 .5 THz左右 ,频谱宽度大于 2 THz,脉冲宽度约为 1ps. 展开更多
关键词 GaAs光电导偶极天线 太赫兹电磁波 皮秒电脉冲
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GaAs衬底上立方GaN的低温生长 被引量:9
12
作者 顾彪 徐茵 +3 位作者 秦福文 丛吉远 张砚臣 孙捷 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期143-145,共3页
研究了以(001)GaAs为衬底的用ECRPAMOCVD法生长的立方GaN薄膜的主要性质,阐述了实验过程与生长用设备。在生长过程中,衬底温度约为600℃,反应器内压力约04Pa。
关键词 低温生长 活化氮源 ECR-PAMOCVD 立方氮化镓
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AlAs选择性湿氮氧化的工艺条件对氧化速率的影响 被引量:14
13
作者 张益 潘钟 +2 位作者 杜云 黄永箴 吴荣汉 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期260-264,共5页
结合垂直腔面发射激光器的制备 ,详细研究了 Al As选择性湿氮氧化工艺中氧化炉温、氮气流量、水温等条件和 Al As薄层的横向氧化速率之间的关系及其对氧化结果的影响 ,给出了合理的定性解释 ,并得到了可精确控制氧化过程及其均匀性的工... 结合垂直腔面发射激光器的制备 ,详细研究了 Al As选择性湿氮氧化工艺中氧化炉温、氮气流量、水温等条件和 Al As薄层的横向氧化速率之间的关系及其对氧化结果的影响 ,给出了合理的定性解释 ,并得到了可精确控制氧化过程及其均匀性的工艺条件 .在优化的工艺条件下运用湿氮氧化制备出低阈值的 In Ga As垂直腔面发射激光器 . 展开更多
关键词 砷化铝 湿氮氧化 氧化速率
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半绝缘GaAs衬底中位错对MESFETs旁栅效应的影响 被引量:7
14
作者 吴巨 何宏家 +2 位作者 范缇文 王占国 张绵 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第7期558-560,共3页
在位错密度不同的LEC半绝缘(SI)GaAs衬底上离子注入制做MESFETs,观察衬底位错对MESFETs旁栅效应的影响.结果表明,衬底中高位错密度可以抑制旁栅效应.
关键词 砷化镓 衬底 位错 MESFETS 旁栅效应
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用于GaN生长的蓝宝石衬底化学抛光研究 被引量:20
15
作者 王晓晖 刘祥林 +1 位作者 江度 陆大成 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第11期867-871,共5页
蓝宝石是生长GaN材料最常用的衬底,本文研究了H2SO4和H3PO4的混合酸液的温度、混合酸的比例以及腐蚀时间对蓝宝石腐蚀速率的影响.发现在H2SO4:H3PO4=3:1的溶液中的腐蚀速率是由表面化学反应速率所控制.利用X射线双晶衍射对除去蓝... 蓝宝石是生长GaN材料最常用的衬底,本文研究了H2SO4和H3PO4的混合酸液的温度、混合酸的比例以及腐蚀时间对蓝宝石腐蚀速率的影响.发现在H2SO4:H3PO4=3:1的溶液中的腐蚀速率是由表面化学反应速率所控制.利用X射线双晶衍射对除去蓝宝石表面的机械损伤层情况进行了测量. 展开更多
关键词 氮化镓 蓝宝石 衬底 化学抛光
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N型GaN的持续光电导 被引量:8
16
作者 汪连山 刘祥林 +4 位作者 岳国珍 王晓晖 汪度 陆大成 王占国 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期371-377,共7页
本文报道了金属有机物化学气相外延(MOVPE)生长的未人为掺杂和掺Sin-GaN的持续光电导(PersistentPhotoconductivity——PPC).在不同温度下观察了光电导的产生和衰变行为.实验结果表明... 本文报道了金属有机物化学气相外延(MOVPE)生长的未人为掺杂和掺Sin-GaN的持续光电导(PersistentPhotoconductivity——PPC).在不同温度下观察了光电导的产生和衰变行为.实验结果表明,未人为掺杂和掺Sin-GaN的持续光电导和黄光发射可能起源于深能级缺陷,这些缺陷可以是VGa空位、NGa反位或者VGa-SiGa络合物.和未人为掺杂样品A相比,样品B中因Si的并入导致GaN中的深能级缺陷增加,提高了GaN中黄光发射,使持续光电导衰变减慢,但实验未发现黄光的加强和光电导衰变特性与两样品生长温度有明显关系.随测量温度的增加,持续光电导衰变加快,衰变曲线能用扩展指数定律进行拟合. 展开更多
关键词 氮化镓 N型 持续光电导 MOVPE
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砷化镓晶片表面损伤层分析 被引量:6
17
作者 郑红军 卜俊鹏 +4 位作者 曹福年 白玉柯 吴让元 惠峰 何宏家 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期241-244,共4页
采用TEM观测与X射线双晶回摆曲线检测化学腐蚀逐层剥离深度相结合的方法,分析了SIGaAs晶片由切、磨、抛加工所引入的损伤层深度。比较两种方法测量结果上的差异,得出了TEM观测到的只是晶片损伤层厚度。
关键词 砷化镓 切片 磨片 抛光片 表面损伤层 晶片
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GaN——第三代半导体的曙光 被引量:88
18
作者 梁春广 张冀 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期89-99,共11页
自从蓝色GaN/GaInNLEDs研制成功之后,氮化物逐渐成为化合物半导体领域中一颗耀眼的新星.简要介绍了GaN的基本特性.探讨了材料的生长技术,包括衬底的选择和外延方法.最后给出了GaN基器件,如LEDs、LDs、... 自从蓝色GaN/GaInNLEDs研制成功之后,氮化物逐渐成为化合物半导体领域中一颗耀眼的新星.简要介绍了GaN的基本特性.探讨了材料的生长技术,包括衬底的选择和外延方法.最后给出了GaN基器件,如LEDs、LDs、FETs和探测器等的发展现状,同时描绘了氮化物器件的应用领域和未来的发展前景. 展开更多
关键词 氮化镓 化合物半导体 宽带隙 半导体材料
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磷化铟单晶片三步抛光技术研究 被引量:7
19
作者 杨洪星 王云彪 +2 位作者 刘春香 赵权 林健 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2012年第10期693-697,共5页
在磷化铟单晶片的抛光工艺中,将整个抛光过程分为粗抛、中抛以及精抛三个阶段,分别实现对磷化铟抛光片的总厚度变化、局部厚度变化以及表面粗糙度的控制。在粗抛阶段,采取压纹结构的抛光布、硅胶直径大的抛光液、有效氯含量高的氧化剂... 在磷化铟单晶片的抛光工艺中,将整个抛光过程分为粗抛、中抛以及精抛三个阶段,分别实现对磷化铟抛光片的总厚度变化、局部厚度变化以及表面粗糙度的控制。在粗抛阶段,采取压纹结构的抛光布、硅胶直径大的抛光液、有效氯含量高的氧化剂等措施,使化学作用、机械作用在较高的作用模式下达到平衡,使磷化铟单晶片表面快速达到镜面水平。在中抛阶段,采取平面结构抛光布、硅胶直径较小的抛光液、过氧化氢为氧化剂等措施,使化学作用、机械作用在较低的作用模式下达到平衡,实现对磷化铟单晶片局部平整度的控制。在精抛阶段,采取绒毛结构抛光布、硅胶直径更小的抛光液、过氧化氢为氧化剂等措施,实现对磷化铟单晶片表面粗糙度的控制。 展开更多
关键词 磷化铟(InP) 三步抛光技术 表面粗糙度 总厚度变化 局部厚度变化
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GaN的MOCVD生长 被引量:9
20
作者 陆大成 汪度 +5 位作者 王晓晖 董建荣 刘祥林 高维滨 李成基 李蕴言 《Journal of Semiconductors》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第11期831-834,共4页
GaN是重要的蓝光半导体材料.我们以TMGa和NH3为源在(0112)α-Al2O3衬底上成功的用MOCVD方法生长了GaN外延层,研究了GaN的表面形貌与结晶学、电学和光学特性.GaN(2110)面的双晶回摆曲线衍... GaN是重要的蓝光半导体材料.我们以TMGa和NH3为源在(0112)α-Al2O3衬底上成功的用MOCVD方法生长了GaN外延层,研究了GaN的表面形貌与结晶学、电学和光学特性.GaN(2110)面的双晶回摆曲线衍射峰的最小半高宽已达16'.并观测到GaN所发出的紫外和可见光波段的阴极荧光. 展开更多
关键词 氮化镓 MOCVD生长 半导体材料
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