許小亮

許小亮,畢業於中國科學技術大學近代物理系,從事固體中陰極射線螢光和光致螢光的研究。

基本信息

人物簡介

許小亮,男,1960年2月出生

1983年7月畢業於中國科學技術大學近代物理系

1999年4月在香港大學獲得博士學位

1999年6月-2001年9月在中國科學技術大學讀博士後

1999年5月-2005年11月,任中國科學技術大學副教授

2005年12月至今,任中國科學技術大學教授

許小亮教授自1989年起即開始從事固體中陰極射線螢光(CL)和光致螢光(PL)的研究。1991-1993年間,獲國家自然科學基金的資助,主持半導體及其氧化物的光學躍遷的研究, 1994年赴香港大學後,亦繼續從事這方面的研究,從96年起開始從事III-V族半導體GaN發光薄膜和InP的光學和電學性質的研究。

自1999年開始從事ZnO薄膜受激發射的研究,在n型Si襯底上用射頻濺射法生長出ZnO同質p-n結, 其光學、電學特性優於日本研究人員用直流濺射法在n-Si生長的ZnO p-n同質結以及美國研究人員在GaAs上用熱擴散法生長的ZnO p-n同質結。

科研項目

2002-2005年,參加863項目“新型近場光存儲材料和器件”的預研究,在不同襯底上生長適用於近場光存儲納米金屬或納米半導體顆粒薄膜與自組裝量子點,解決了控制納米顆粒尺度大小的課題。此對於目前進行的近場增強效應和高疏水性防護薄膜研究的實際意義在於不同尺度的納米金屬顆粒的生長的可控性已基本得到了解決,利用金屬量子點作為催化劑生長Cassie空間結構在望。

1999年以來在GaN和ZnO等理論、實驗領域已發表文章40餘篇,參與國家及省部級基金項目10餘項,其中7項為負責人。主持的“Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族半導體的電學輸運和發光特性研究” 和“半導體光電功能材料InP,GaN和ZnO的研究” 分別於2003和2004年通過省級鑑定,鑑定意見為:“在理論和基礎套用方面已達國際先進水平”,獲2003年度安徽省高等學校優秀科技成果一等獎和2004年度安徽省科學技術(自然科學)二等獎。個人已發表論文論著83篇,其中SCI、EI收錄論文48篇,SCI論文平均每篇影響因子為2.34; 1999年來發表的SCI論文被引用63篇次;課題組1998-2003發表SCI,EI收錄的論文44篇,被引用120篇次,其中他引87次。

課題組從1999年就開始了納米氧化鋅、氧化矽等薄膜的電學、光學、熱學以及結構特性的研究,已經掌握了多種在實驗室生長納米氧化鋅薄膜的方法,如:直流磁控濺射、射頻磁控濺射等物理成膜方法以及電泳法、溶膠-凝膠法、電沉積等化學液相成膜方法。可得到具有高的紫外和可見光透過率(大於90%)和較強的附著性能的薄膜,並有一定的自清潔和防風化的性能。並具備了一定的前期研究基礎和基金資助(安徽省人才開發基金和安徽省科技創新基金)。具有較強的理論和實驗基礎。鑒於以上理由,利用我們數年來在納米氧化鋅薄膜製備的研究成果,計畫在3年內,將製備薄膜技術實現由基礎研究階段向工業化生產階段的過渡;在大型玻璃建材的製備過程中,採用納米氧化鋅基、氧化鈦基複合防護薄膜技術,以增強建材的自清潔、抗風化及耐磨能力,同時達到降低成本、進一步推廣套用的目的。

主要貢獻

(1) 對GaN生長動力學、生長環境以及缺陷形成機理的做了比較充分的分析,指出原生GaN薄膜中最可能出現的缺陷與雜質以及這些缺陷與雜質對發光的影響。在此基礎上,通過對GaN/藍寶石系統的縱深剖面元素分布的研究,以及對GaN薄膜的溫度霍爾效應的研究,確立了GaN/藍寶石系統界面n+簡併薄層的存在和成因、該薄層對GaN薄膜電學輸運特性的影響,以及整個系統中沿深度分布的補償機理。首次用“雙施主雜質能帶”的概念解釋低溫下的載流子飽和特性。這一研究確立了用常規工藝生長的GaN器件的電學輸運機制的弱點來自於界面簡併層,薄膜生長及熱處理時的高溫所導致的原子擴散正是簡併層的成因。結果在APL 和JAP發表。

(2) 用光增強電流譜(PSCS)測量Al+的注入產生的高阻GaN薄膜中的深能級。Al的注入,在n型GaN中形成了一個“準深能級帶”,反映在低溫PL譜上則是帶邊及2.2eV黃色螢光的消失。採用一定條件下的退火,使準深能級帶“縮”為幾個獨立的深電子陷阱。黃色螢光也得到一定恢復。此研究有助於了解離子注入對GaN發光產生的影響。PSCS的設計為首次發表,它適用於一切用現有方法(包括ODLTS)不能測量的高阻樣品中的深陷阱能級。結果在TSF發表。

(3) 首次用射頻濺射法,在反應室中通以過量氧與純鋅反應,在n型Si襯底上生長出p型ZnO薄膜。p-ZnO的反型率、發光特性和p-ZnO/ n-Si異質結特性均優於日本研究人員用直流濺射法生長的p-ZnO/ n-Si異質結。首次在n型Si襯底上用射頻濺射法生長出ZnO同質p-n結, 其光學、電學特性優於日本研究人員用直流濺射法在n-Si生長的ZnO p-n同質結以及美國研究人員在GaAs上用熱擴散法生長的ZnO p-n同質結。具體結果投APL和JCG。

(4) 由於在工藝和價格上的優勢,在Si和含Si襯底上用濺射法生長ZnO薄膜已在發光器件上得到了普遍套用,但現有的濺射法需與高溫退火相配合,方能得到取向較好的薄膜。研究發現退火伴隨著三元化合物晶體矽酸鋅以及非晶態二氧化矽的產生,它們是520nm綠色螢光以及450nm藍色螢光的主要來源。由此建議改進傳統的濺射方式由目前通用的固相沉積加前置熱絲變為氣相沉積,則可以避免高溫產生新的化合物對器件性能帶來的危害,有益於生長突變型同質p-n結或異質結。結果已在CPL發表。

(5) 參加863項目“新型近場光存儲材料和器件”的預研究,在不同襯底上生長適用於近場光存儲納米金屬或納米半導體顆粒薄膜與自組裝量子點,解決了控制納米顆粒尺度大小的難題。物理研究正在進行之中。這項研究不僅對近場光存儲材料和器件的研究有實際意義,而且在製備的近場超分辨結構上生長和表征納米量級光電功能材料或器件陣列研究方面有著誘人的套用前景。

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