b12h17c是什么材料（B12钢材）

本篇文章给大家谈谈b12h17c是什么材料，以及B12钢材对应的知识点，希望对各位有所帮助。

维生素属于化学中的什么类别？

属于有机高分子化合物

与生物上不一样

也不能说就是糖

因为糖的定义说的很清楚的

模糊的讲是炭水化合物

你可以去看看药品说明书

看看维生素的结构

光电探测器

PIN 紫外光电探测器的研制

黄 瑾, 洪灵愿, 刘宝林, 张保平

( 厦门大学物理系,福建厦门361005)

摘 要: 用Al InGaN 四元合金代替Al GaN 作为PIN 探测器的有源层,研制出Al InGaN

PIN 紫外探测器。详细介绍了该器件的结构设计和制作工艺,并对器件进行了光电性能测试。测

试结果表明,器件的正向开启电压约为1. 5 V ,反向击穿电压大于40 V ;室温- 5 V 偏压下,暗电流

为33 pA ,350 nm 处峰值响应度为0. 163 A/ W ,量子效率为58 %。

关键词: Al InGaN/ GaN ; PIN 光电探测器; 紫外光电探测器

中图分类号: TN304 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 5868 (2008) 05 - 0669 - 04

Development on Al InGaN/ Ga N PIN Ultraviolet Photodetectors

HUAN GJ in , HON G Ling2yuan , L IU Bao2lin , ZHAN G Bao2ping

(Dept. of Physics , Xiamen University , Xiamen 361005 , CHN)

Abstract : Using Al InGaN instead of Al GaN as t he source film of a p hotodetector s , an

Al InGaN2based PIN UV p hotodetector was developed. It s device st ruct ure and fabrication

processing are int roduced in detail . Measurement result s show t hat it s t urn2on voltage is about

1. 5 V , and VBR 40 V ; under - 5 V bias voltage at room temperat ure , t he dark current is about

33 pA ; t he peak responsivity can reach 0. 163 A/ W at 350 nm , and t he quant um efficiency is

58 %.

Key words : Al InGaN/ GaN ; PIN p hotodetector ; ult raviolet p hotodetector

1 引言

GaN 基三元合金Al x Ga1 - x N 材料是波长范围

连续的直接带隙半导体,随材料Al 组分的变化其

带隙在3. 4～6. 2 V 连续变化,带隙变化对应波长范

围为200～365 nm ,覆盖了地球上大气臭氧层吸收

光谱区(230～280 nm) ,是制作太阳盲区紫外光探

测器的理想材料。Al GaN 基宽禁带半导体探测器

作为新一代紫外探测器[1 ] ,在军事和民用上都有重

要的应用,受到国内外的广泛重视。

目前,Al GaN/ GaN 材料和器件结构仍存在诸

多有待解决的问题: (1) 作为有源区的Al GaN 与作

为衬底的GaN 材料之间晶格失配,导致外延层位错

密度较高和紫外探测器的暗电流较大; (2) p 型掺

杂Mg 的激活能很大,其激活率很低,p 型Al GaN

材料带隙宽、功函数高,空穴浓度低,从而难于获得

良好的金属与p 型半导体接触(欧姆接触) ; (3) 结构

的优化设计,例如减少表面光反射率,优化有源层厚

度,提高器件的量子效率,从而提高其光响应度等。

针对这些困难,我们提出了以下几个改进措施:

(1 ) 用晶格常数和禁带宽度可以独立变化的

Al InGaN 四元合金代替Al GaN 作为探测器的i 层;

(2) 在p 型Al InGaN 材料上再生长一层p 型GaN

材料,用于提高与金属接触层的半导体的空穴浓度,

有利于形成良好的欧姆接触; (3) 采用Ni/ Au 双层

作为p 电极,形成了良好的金属与半导体欧姆接触。

本文通过对Al InGaN/ GaN PIN 紫外光电探测器的

研究,详细介绍了其结构设计和制作工艺,以及其器

件的测试结果。

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《半导体光电》2008 年10 月第29 卷第5 期黄 瑾等: Al InGaN/ GaN PIN 紫外光电探测器的研制

2 问题分析和解决方案

目前,紫外光电探测器一般采用Al GaN/ GaN

结构。随着Al GaN 中的Al 组分增加及响应波长的

减小,Al GaN 和GaN 之间的晶格失配变大,应力增

大,大大限制了Al GaN/ GaN 结构的器件性能,特别

是其暗电流和响应度。但是,Al InGaN 四元合金的

禁带宽度Eg 和晶格常数却可以独立变化,使我们

有可能调整禁带宽度到所需要的数值,同时保持较

低的位错密度,从而降低暗电流。图1 中的虚线代

表了晶格常数与GaN 一致的Al InGaN 的禁带宽度

的变化范围,如果用Al InGaN 四元合金做有源区,

就可以解决晶格失配所带来的问题。

四元合金Al x Iny GazN 晶格常数a 随组分的变

化关系可表示为[ 3 ]

aAl x In y Ga zN = xaAlN + yaInN + zaGaN (1)

式中, x + y + z = 1 。Al x Iny GazN 带隙随组分的变

化关系可表示为[ 4 ]

Q( x , y , z) = xy T12

1 - x + y

2 + yz T23

1 - y + z

2 +

xz T13

1 - x + z

2 / ( xy + yz + xz ) (2)

式中, Tij () =B j + (1 - ) Bi + bij(1 - ) , i , j =

1 ,2 ,3 分别代表AlN , InN ,GaN ,B 代表二元合金的

禁带宽度, b 代表三元合金的弯曲系数, b12 = - 5 ;

b23 = - 4. 5 ; b13 = - 1 。

图1 纤锌矿结构的GaN 基材料的禁带宽度与晶格常数的

关系

如果aAl x In y Ga zN = aGaN , 即Al InGaN 与GaN 晶

格匹配。把表1 的各项参数带入式(1) ,得到x ∶y

= 4. 47 ∶1 。那么,与GaN 晶格匹配的Al InGaN 的

禁带宽度范围从3. 39 eV ( GaN ) 到4. 67 eV

(Al0. 817 In0. 183N) ,相应的波长从365 nm ( GaN) 到

266 nm (Al0. 817 In0. 183 N) 。这一波段正好处于日盲

区域,是紫外光探测器的理想探测波段。

表1 纤锌矿结构的GaN 基材料的禁带宽度和晶格常数[ 2]

参数GaN AlN InN

a/ nm 0. 318 9 0. 311 2 0. 353 3

c/ nm 0. 518 6 0. 498 2 0. 569 3

Eg / eV 3. 39 6. 20 1. 90

3 实验结果及分析

3. 1 样品结构生长及材料性能

本研究使用中国科学院半导体所用MOCVD

系统生长的Al InGaN 材料。样品A 是我们研制

PIN 型紫外光电探测器的总体结构。先在Al2 O3 衬

底上生长GaN 缓冲层, 再生长3 m 掺Si 的n2

GaN , 然后是0. 2m 的未掺杂的i2Al InGaN ,再生

长0. 2m 的掺Mg 的p2Al InGaN ,最后生长0. 1

m 的掺Mg 的p2GaN 作为欧姆接触层。为了研究

中间的未掺杂的Al InGaN 层和p 型Al InGaN 层的

性质,我们又分别生长了样品B 和样品C。样品B

是先在Al2 O3 衬底上生长GaN 缓冲层, 再生长3

m 掺Si 的n2GaN , 最后生长0. 1m 未掺杂的i2

Al InGaN。样品C 是先在Al2 O3 衬底上生长GaN

缓冲层, 再生长3m 掺Si 的n2GaN , 最后生长0. 1

m 掺Mg 的p2Al InGaN 。

分别对样品B ,C 做了X 光三晶衍射实验。图

2 (a) 、( b) 分别是样品B 和C 的X 光三晶衍射谱。

图2 (a) 中的34. 565的峰是GaN (0002) 峰,34. 602

的峰是Al InGaN (0002) 峰。图2 (b) 中的34. 565的

峰是GaN ( 0002 ) 峰, 34. 583的峰是Al InGaN

(0002) 峰。

由此,计算出样品B 和C 的晶格常数列于表2

中。从计算结果可以看出样品B 和样品C 中

Al InGaN 与GaN 晶格常数基本匹配。

(a) 样品B

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SEMICONDUCTOR OPTOELECTRONICS Vol. 29 No. 5 Oct. 2008

(b) 样品C

图2 样品的X光三晶衍射谱

表2 样品B和C的晶格常数

样品cGaN / nm cAl InGaN / nm

c

c GaN

/ %

B 0. 518 50 0. 518 00 0. 096

C 0. 518 50 0. 518 31 0. 037

为了分析Al InGaN 材料的组分,对样品进行

PL 谱测量。对比图3 (a) 、(b) 、(c) 得出,在图3 (c)

中,358. 6 nm 的发光峰为p2Al InGaN 的带边发射;

365 nm 的发光峰为GaN 的带边发射;i2Al InGaN 的

发光峰基本与GaN 的发光峰重合。计算得出p2

Al InGaN 的禁带宽度Eg = 3. 46 eV 。

(c) 样品A

图3 样品的室温(300 K) PL 谱

根据上面分析可知, 与GaN 晶格匹配的

Al x Iny GazN材料中,Al 组分与In 组分的比值为

4. 47 ∶1 ,所以我们可以确定p2Al InGaN 材料的组

分为Al0. 080 In0. 018 Ga0. 902N。

3. 2 器件工艺

本文按常规工艺制备了如图4 所示结构的PIN

光电探测器。它包括n2GaN 底层,i2Al InGaN 光吸

收层, p2Al InGaN 过渡层, p2GaN 欧姆接触层。

SiO2 作为器件的保护层和抗反射膜,用Ti/ Al/ Ni/

Au 作n 电极,用Ni/ Au 作p 电极。

图4 Al InGaN/ GaN PIN 结构示意图

试验中对p 型欧姆接触进行了工艺优化,材料

为K0299 p 型样品。合金温度优化表明500 ℃下所

获得的接触性能最好, 比接触电阻为1. 0 10 - 2

cm2 。随后分别在K0299 ( p2GaN ) 样品和

K0294 (p2Al InGaN) 样品上制备了电极,结果p 型

Al InGaN 的I2V 特性很差,电阻率很大,难以形成

欧姆接触。相比之下,p 型GaN 的I2V 特性就好得

多, 而且形成了欧姆接触。所以我们在p 型

Al InGaN 层上面生长了一层p2GaN ,用p2GaN 来做

欧姆接触层,降低了电阻率。

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《半导体光电》2008 年10 月第29 卷第5 期黄 瑾等: Al InGaN/ GaN PIN 紫外光电探测器的研制

4 器件性能测试与分析

图5 (a) 为Al InGaN PIN 型紫外探测器在正向

偏压下的I2V 特性曲线,其正向开启电压约为1. 5

V 。图5 (b) 为器件在反向偏压下的I2V 特性曲线,

器件的反向击穿电压约为40 V ,表现出较好的硬击

穿。由上述可见器件的I2V 特性良好。

图5 器件的I2V 特性曲线

将测试的数据进行处理,得到暗电流和反向偏

压关系曲线如图6 。从图6 可以看出,暗电流随反

相偏压增大而增大。在未加偏压时,暗电流在10 - 12

A 的数量级,在- 5 V 偏压下,暗电流仍然比较小,

仅为3. 3 10 - 11 A。

图7 是在- 5 V 偏压下测试得到的响应光谱。

光谱响应范围在200～400 nm ,实现了紫外探测。

Al InGaN 的禁带宽Eg = 3. 46 eV ,由公式h≥Eg ,

= C ,可算出≤358. 4 nm。器件对波长大于358

nm 的入射光响应很小,相对峰值响应接近于零;小

于200 nm 的入射光因为波长短,光吸收系数很大,

被表面复合,无法在外电路中形成光电流[ 5 ] 。但从

图7 看出,光谱响应的范围较窄,主要原因有: (1) p2

Al InGaN 层的Al 组分小,没能形成窗口层; (2) p2

Al InGaN 层太厚,在光达到i 层前,大部分的光被p2

Al InGaN 层吸收了。

样品在350 nm - 5 V 偏压下峰响应为0. 163

A/ W ,量子效率达到58 %,性能优于T. N Oder 等

人[6 ] 报道的最大响应度0. 13 A/ W @326. 8 nm 的

In0. 02Al0. 15 Ga0. 83N 紫外光电探测器。最大响应度没

有出现在“太阳盲区”250～300 nm 范围内,主要是

因为i 层的Al InGaN 材料的Al 组分太小,使得i2

Al InGaN 的禁带宽度与GaN 的禁带宽度接近。

5 结论

采用晶格常数和禁带宽度可以独立变化的

Al InGaN 四元合金代替Al GaN 作为探测器的有源

层,成功研制出PIN 紫外光电探测器。通过PL 谱

测量和X 射线衍射实验,计算出生长的p2Al InGaN

材料的组分为Al0. 080 In0. 018 Ga0. 902 N ,与GaN 材料的

晶格失配率仅为0. 037 %。

(下转第708 页)

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SEMICONDUCTOR OPTOELECTRONICS Vol. 29 No. 5 Oct. 2008

品温度和环境温度慢慢趋于一致,即趋于热平衡时,

电阻变化缓慢且阻值降低较小。

图6 样品B 在空气中和真空中的电阻测量结果

4 结论

采用PECVD 法制备的掺硼氢化非晶硅薄膜,

其电阻值随测试时间呈现上升趋势,经XPS 分析发

现薄膜中存在氧化现象。光照条件下,样品光电阻

上升幅度增加,长时间的光照会导致S2W 效应出

现,分析表明光照会引起材料中弱Si - Si 键的断

裂,导致悬挂键缺陷态产生。掺硼氢化非晶硅的电

阻在退火前后均呈现波动现象,是由于随机电报噪

声的存在。通过对样品在真空中和空气中电阻测

量,证实在真空中材料焦耳热作用更显著,另外空气

的对流也对材料温度变化产生影响。

参考文献:

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1975 ,17 (9) :1 19321 196.

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[9 ] 陈治明. 非晶半导体材料与器件[M] . 北京:科学出版

社,1991. 63.

[10 ] 何宇亮,陈光华,张仿清. 非晶半导体物理学[M] . 北

京:高等教育出版社,1989. 172.

作者简介:

杨利霞(1985 - ) ,女,硕士研究生,研究方向为

光电传感器用硅基薄膜敏感材料。

E2mail : lee4963 @163. com

(上接第672 页)

合金温度优化表明500 ℃合金退火下所获得的

p 型欧姆接触性能最好,比接触电阻为1. 0 10 - 2

cm2 。I2V 特性显示,器件正向开启电压为1. 5

V 左右,反向击穿电压为40 V ;在- 5 V 偏压下,暗

电流为3. 3 10 - 11 A ;样品在350 nm 下的最大响应

度为0. 163 A/ W ,量子效率为58 %,显示出了良好

的器件特性。

参考文献:

[1 ] Litton C W ,Schreiber P J , Smith G A , et al . Design

requirement s for high2sensivity UV solar blind imaging

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A review[J ] . Proc. SPIE , 2001 , 4 454 : 2182232.

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vapor deposition [ J ] . Appl. Phys. Lett . , 1999 , 75 :

3 315.

作者简介:

黄 瑾(1983 - ) ,女,福建人,硕士研究生,主要

从事GaN 基材料和器件的研究。

E2mail : yehehuangjin0207812 @hotmail . com

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维生素a是什么意思？

一、维生素a是什么

1、 维生素A（vitaminA）又称视黄醇（其醛衍生物视黄醛）或抗干眼病因子，是一个具有脂环的不饱和一元醇，包括动物性食物来源的维生素A1、A2 两种，是一类具有视黄醇生物活性的物质。

2、 维生素A1多存于哺乳动物及咸水鱼的肝脏中，维生素A2常存于淡水鱼的肝脏中。由于维生素A2的活性比较低，所以通常所说的维生素A是指维生素A1。

3、 维生素A在分类中属于脂溶性维生素，同属于脂溶性维生素的还有维生素D（又称钙化醇）、维生素E（又称生育酚）和维生素K（又称凝血维生素）；另一类是水溶性维生素，主要是B族维生素（主要包括B1、B2、B3、B6、B12）、维生素C（又称抗坏血酸）、维生素PP（又称尼克酸）、维生素H（又称生物素）和维生素M（又称叶酸）等。

4、 植物来源的-胡萝卜素及其他胡萝卜素可在人体内合成维生素A，-胡萝卜素的转换效率最高。在体内，在-胡萝卜素-15，15′-双氧酶（双加氧酶）催化下，可将-胡萝卜素转变为两分子的视黄醛（ratinal），视黄醛在视黄醛还原酶的作用下还原为视黄醇。

5、 维生素A是脂溶性的醇类物质，有多种分子形式。其中VA1主要存在于动物肝脏、血液和眼球的视网膜中，又叫视黄醇，熔点64℃，分子式C20H30O，VA2主要在淡水鱼中存在，熔点只有17～19℃，分子式C20H28O。

维生素A是构成视觉细胞中感受弱光的视紫红质的组成成分，视紫红质是由视蛋白和11 – 顺 –视黄醛组成，与暗视觉有关。

二、维A生理功能

1、维持正常视觉功能

眼的光感受器是视网膜中的杆状细胞和锥状细胞。这两种细胞都存在有感光色素，即感弱光的视紫红质和感强光的视紫蓝质。视紫红质与视紫蓝质都是由视蛋白与视黄醛所构成的。视紫红质经光照射后，11-顺视黄醛异构成反视黄醛，并与视蛋白分离而失色，此过程称“漂白”。若进入暗处，则因对弱光敏感的视紫红质消失，故不能见物。

2、维护上皮组织细胞的健康和促进免疫球蛋白的合成

维生素A可参与糖蛋白的合成，这对于上皮的正常形成、发育与维持十分重要。当维生素A不足或缺乏时，可导致糖蛋白合成中间体的异常，低分子量的多糖—脂的堆积，引起上皮基底层增生变厚，细胞分裂加快、张力原纤维合成增多，表面层发生细胞变扁、不规则、干燥等变化。鼻、咽、喉和其他呼吸道、胃肠和泌尿生殖系内膜角质化，削弱了防止细菌侵袭的天然屏障（结构），而易于感染。在儿童，极易合并发生呼吸道感染及腹泻。有的肾结石也与泌尿道角质化有关。过量摄入维生素A，对上皮感染的抵抗力并不随剂量而增高。

3、维持骨骼正常生长发育

维生素A促进蛋白质的生物合成和骨细胞的分化。当其缺乏时，成骨细胞与破骨细胞间平衡被破坏，或由于成骨活动增强而使骨质过度增殖，或使已形成的骨质不吸收。孕妇如果缺乏维生素A时会直接影响胎儿发育，甚至发生死胎。

4、促进生长与生殖

维生素A有助于细胞增殖与生长。动物缺乏维生素A时，明显出现生长停滞，可能与动物食欲降低及蛋白利用率下降有关。维生素A缺乏时，影响雄性动物精索上皮产生精母细胞，雌性**上皮周期变化，也影响胎盘上皮，使胚胎形成受阻。维生素A缺乏还引起诸如催化黄体酮前体形成所需要的酶的活性降低，使肾上腺、生殖腺及胎盘中类固醇的产生减少，可能是影响生殖功能的原因。

5、抑制肿瘤生长

临床试验表明维生素A酸（视黄酸）类物质有延缓或阻止癌前病变，防止化学致癌剂的作用，特别是对于上皮组织肿瘤，临床上作为辅助治疗剂已取得较好效果。-胡萝卜素具有抗氧化作用，近有大量报道，是机体一种有效的捕获活性氧的抗氧化剂，对于防止脂质过氧化，预防心血管疾病、肿瘤，以及延缓衰老均有重要意义。

6、营养增补剂

在化妆品中用作营养成分添加剂，能防止皮肤粗糙，促进正常生长发育，可用于膏霜乳液中。

维生素A虽然有以上几点及更多的对人体有益的功能，但与其他营养物质相同，物极必反，过度摄入可引起头痛、恶心腹泻、肝脾大等，需适量摄入。

三、吸收代谢

1、 维生素A进入消化道后，在胃内几乎不被吸收，在小肠与胆汁酸脂肪分解产物一起被乳化，由肠粘膜吸收。维生素A人体储存量随着年龄递减，至老年期明显低于年轻人，不同性别储存量也不同。维生素A在体内的平均半减期为128~154天，在无维生素A摄入时，每日肝中损失（分解代谢）率约为0.5%。

2、 适用于长期对脂肪吸收不良者、素食者、长期戴隐形眼镜和长时间注视电脑屏幕者；身体抵抗力差者、胆固醇水平高者，应适当补充-胡萝卜素；经常补充维生素C、E者，同时补充-胡萝卜素能够协同增效。

3、 从食物分类来分有三类食物来源，通常可分为：动物性食物，如鱼肝油、鸡蛋等；植物性食物，主要有深绿色或红黄色的蔬菜、水果，如胡萝卜、红心红薯、芒果、辣椒和柿子等；还有一类是药食同源的食物，如车前子、防风、紫苏、藿香、枸杞子等。

4、 从维生素A结构的角度为，主要有两类来源：一类是维生素A源，也就是指- 胡萝卜素及其他类胡萝卜素。多存在于植物性食物中，如绿叶菜类、黄色菜类以及水果类，含量较丰富的有菠菜、苜蓿、豌豆苗、红心甜薯、胡萝卜、青椒、南瓜等。另一类则是来维生素A（视黄醇），主要存在于动物性食物当中，能够直接被人体吸收和利用，主要存在于动物肝脏、奶及奶制品（全脂奶）及禽蛋中。

5、 据食物分析表显示，平均每一份（100克）中含有维生素A最丰富（约12000单位）的是绿叶蔬菜，例如牛皮菜、羽衣甘蓝、菠菜和其他绿色蔬菜。即使是一份刀豆、西兰花、胡萝卜、黄南瓜、杏、甘薯或山药也能提供5000单位的维生素A，而这正是成年人一天所需的量。一份西红柿、豌豆、芹菜、莴苣和芦笋中所含的量平均也接近2000单位。除了杏以外，大多数黄色水果一份中维生素A的含量都少于400单位。已经失去原来的颜色或从未变成绿色的蔬菜中缺少这种维生素。

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