本篇文章給大家談談b12h17c是什么材料，以及B12鋼材對應的知識點，希望對各位有所幫助。

維生素屬于化學中的什么類別？

屬于有機高分子化合物

與生物上不一樣

也不能說就是糖

因為糖的定義說的很清楚的

模糊的講是炭水化合物

你可以去看看藥品說明書

看看維生素的結構

光電探測器

PIN 紫外光電探測器的研制

黃 瑾, 洪靈愿, 劉寶林, 張保平

( 廈門大學物理系,福建廈門361005)

摘 要: 用Al InGaN 四元合金代替Al GaN 作為PIN 探測器的有源層,研制出Al InGaN

PIN 紫外探測器。詳細介紹了該器件的結構設計和制作工藝,并對器件進行了光電性能測試。測

試結果表明,器件的正向開啟電壓約為1. 5 V ,反向擊穿電壓大于40 V ;室溫- 5 V 偏壓下,暗電流

為33 pA ,350 nm 處峰值響應度為0. 163 A/ W ,量子效率為58 %。

關鍵詞: Al InGaN/ GaN ; PIN 光電探測器; 紫外光電探測器

中圖分類號: TN304 文獻標識碼: A 文章編號: 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 材料是波長范圍

連續(xù)的直接帶隙半導體,隨材料Al 組分的變化其

帶隙在3. 4～6. 2 V 連續(xù)變化,帶隙變化對應波長范

圍為200～365 nm ,覆蓋了地球上大氣臭氧層吸收

光譜區(qū)(230～280 nm) ,是制作太陽盲區(qū)紫外光探

測器的理想材料。Al GaN 基寬禁帶半導體探測器

作為新一代紫外探測器[1 ] ,在軍事和民用上都有重

要的應用,受到國內(nèi)外的廣泛重視。

目前,Al GaN/ GaN 材料和器件結構仍存在諸

多有待解決的問題: (1) 作為有源區(qū)的Al GaN 與作

為襯底的GaN 材料之間晶格失配,導致外延層位錯

密度較高和紫外探測器的暗電流較大; (2) p 型摻

雜Mg 的激活能很大,其激活率很低,p 型Al GaN

材料帶隙寬、功函數(shù)高,空穴濃度低,從而難于獲得

良好的金屬與p 型半導體接觸(歐姆接觸) ; (3) 結構

的優(yōu)化設計,例如減少表面光反射率,優(yōu)化有源層厚

度,提高器件的量子效率,從而提高其光響應度等。

針對這些困難,我們提出了以下幾個改進措施:

(1 ) 用晶格常數(shù)和禁帶寬度可以獨立變化的

Al InGaN 四元合金代替Al GaN 作為探測器的i 層;

(2) 在p 型Al InGaN 材料上再生長一層p 型GaN

材料,用于提高與金屬接觸層的半導體的空穴濃度,

有利于形成良好的歐姆接觸; (3) 采用Ni/ Au 雙層

作為p 電極,形成了良好的金屬與半導體歐姆接觸。

本文通過對Al InGaN/ GaN PIN 紫外光電探測器的

研究,詳細介紹了其結構設計和制作工藝,以及其器

件的測試結果。

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《半導體光電》2008 年10 月第29 卷第5 期黃 瑾等: Al InGaN/ GaN PIN 紫外光電探測器的研制

2 問題分析和解決方案

目前,紫外光電探測器一般采用Al GaN/ GaN

結構。隨著Al GaN 中的Al 組分增加及響應波長的

減小,Al GaN 和GaN 之間的晶格失配變大,應力增

大,大大限制了Al GaN/ GaN 結構的器件性能,特別

是其暗電流和響應度。但是,Al InGaN 四元合金的

禁帶寬度Eg 和晶格常數(shù)卻可以獨立變化,使我們

有可能調(diào)整禁帶寬度到所需要的數(shù)值,同時保持較

低的位錯密度,從而降低暗電流。圖1 中的虛線代

表了晶格常數(shù)與GaN 一致的Al InGaN 的禁帶寬度

的變化范圍,如果用Al InGaN 四元合金做有源區(qū),

就可以解決晶格失配所帶來的問題。

四元合金Al x Iny GazN 晶格常數(shù)a 隨組分的變

化關系可表示為[ 3 ]

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

式中, x + y + z = 1 。Al x Iny GazN 帶隙隨組分的變

化關系可表示為[ 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 分別代表AlN , InN ,GaN ,B 代表二元合金的

禁帶寬度, b 代表三元合金的彎曲系數(shù), b12 = - 5 ;

b23 = - 4. 5 ; b13 = - 1 。

圖1 纖鋅礦結構的GaN 基材料的禁帶寬度與晶格常數(shù)的

關系

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

格匹配。把表1 的各項參數(shù)帶入式(1) ,得到x ∶y

= 4. 47 ∶1 。那么,與GaN 晶格匹配的Al InGaN 的

禁帶寬度范圍從3. 39 eV ( GaN ) 到4. 67 eV

(Al0. 817 In0. 183N) ,相應的波長從365 nm ( GaN) 到

266 nm (Al0. 817 In0. 183 N) 。這一波段正好處于日盲

區(qū)域,是紫外光探測器的理想探測波段。

表1 纖鋅礦結構的GaN 基材料的禁帶寬度和晶格常數(shù)[ 2]

參數(shù)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 實驗結果及分析

3. 1 樣品結構生長及材料性能

本研究使用中國科學院半導體所用MOCVD

系統(tǒng)生長的Al InGaN 材料。樣品A 是我們研制

PIN 型紫外光電探測器的總體結構。先在Al2 O3 襯

底上生長GaN 緩沖層, 再生長3 m 摻Si 的n2

GaN , 然后是0. 2m 的未摻雜的i2Al InGaN ,再生

長0. 2m 的摻Mg 的p2Al InGaN ,最后生長0. 1

m 的摻Mg 的p2GaN 作為歐姆接觸層。為了研究

中間的未摻雜的Al InGaN 層和p 型Al InGaN 層的

性質(zhì),我們又分別生長了樣品B 和樣品C。樣品B

是先在Al2 O3 襯底上生長GaN 緩沖層, 再生長3

m 摻Si 的n2GaN , 最后生長0. 1m 未摻雜的i2

Al InGaN。樣品C 是先在Al2 O3 襯底上生長GaN

緩沖層, 再生長3m 摻Si 的n2GaN , 最后生長0. 1

m 摻Mg 的p2Al InGaN 。

分別對樣品B ,C 做了X 光三晶衍射實驗。圖

2 (a) 、( b) 分別是樣品B 和C 的X 光三晶衍射譜。

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

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

峰是GaN ( 0002 ) 峰, 34. 583的峰是Al InGaN

(0002) 峰。

由此,計算出樣品B 和C 的晶格常數(shù)列于表2

中。從計算結果可以看出樣品B 和樣品C 中

Al InGaN 與GaN 晶格常數(shù)基本匹配。

(a) 樣品B

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SEMICONDUCTOR OPTOELECTRONICS Vol. 29 No. 5 Oct. 2008

(b) 樣品C

圖2 樣品的X光三晶衍射譜

表2 樣品B和C的晶格常數(shù)

樣品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

為了分析Al InGaN 材料的組分,對樣品進行

PL 譜測量。對比圖3 (a) 、(b) 、(c) 得出,在圖3 (c)

中,358. 6 nm 的發(fā)光峰為p2Al InGaN 的帶邊發(fā)射;

365 nm 的發(fā)光峰為GaN 的帶邊發(fā)射;i2Al InGaN 的

發(fā)光峰基本與GaN 的發(fā)光峰重合。計算得出p2

Al InGaN 的禁帶寬度Eg = 3. 46 eV 。

(c) 樣品A

圖3 樣品的室溫(300 K) PL 譜

根據(jù)上面分析可知, 與GaN 晶格匹配的

Al x Iny GazN材料中,Al 組分與In 組分的比值為

4. 47 ∶1 ,所以我們可以確定p2Al InGaN 材料的組

分為Al0. 080 In0. 018 Ga0. 902N。

3. 2 器件工藝

本文按常規(guī)工藝制備了如圖4 所示結構的PIN

光電探測器。它包括n2GaN 底層,i2Al InGaN 光吸

收層, p2Al InGaN 過渡層, p2GaN 歐姆接觸層。

SiO2 作為器件的保護層和抗反射膜,用Ti/ Al/ Ni/

Au 作n 電極,用Ni/ Au 作p 電極。

圖4 Al InGaN/ GaN PIN 結構示意圖

試驗中對p 型歐姆接觸進行了工藝優(yōu)化,材料

為K0299 p 型樣品。合金溫度優(yōu)化表明500 ℃下所

獲得的接觸性能最好, 比接觸電阻為1. 0 10 - 2

cm2 。隨后分別在K0299 ( p2GaN ) 樣品和

K0294 (p2Al InGaN) 樣品上制備了電極,結果p 型

Al InGaN 的I2V 特性很差,電阻率很大,難以形成

歐姆接觸。相比之下,p 型GaN 的I2V 特性就好得

多, 而且形成了歐姆接觸。所以我們在p 型

Al InGaN 層上面生長了一層p2GaN ,用p2GaN 來做

歐姆接觸層,降低了電阻率。

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《半導體光電》2008 年10 月第29 卷第5 期黃 瑾等: Al InGaN/ GaN PIN 紫外光電探測器的研制

4 器件性能測試與分析

圖5 (a) 為Al InGaN PIN 型紫外探測器在正向

偏壓下的I2V 特性曲線,其正向開啟電壓約為1. 5

V 。圖5 (b) 為器件在反向偏壓下的I2V 特性曲線,

器件的反向擊穿電壓約為40 V ,表現(xiàn)出較好的硬擊

穿。由上述可見器件的I2V 特性良好。

圖5 器件的I2V 特性曲線

將測試的數(shù)據(jù)進行處理,得到暗電流和反向偏

壓關系曲線如圖6 。從圖6 可以看出,暗電流隨反

相偏壓增大而增大。在未加偏壓時,暗電流在10 - 12

A 的數(shù)量級,在- 5 V 偏壓下,暗電流仍然比較小,

僅為3. 3 10 - 11 A。

圖7 是在- 5 V 偏壓下測試得到的響應光譜。

光譜響應范圍在200～400 nm ,實現(xiàn)了紫外探測。

Al InGaN 的禁帶寬Eg = 3. 46 eV ,由公式h≥Eg ,

= C ,可算出≤358. 4 nm。器件對波長大于358

nm 的入射光響應很小,相對峰值響應接近于零;小

于200 nm 的入射光因為波長短,光吸收系數(shù)很大,

被表面復合,無法在外電路中形成光電流[ 5 ] 。但從

圖7 看出,光譜響應的范圍較窄,主要原因有: (1) p2

Al InGaN 層的Al 組分小,沒能形成窗口層; (2) p2

Al InGaN 層太厚,在光達到i 層前,大部分的光被p2

Al InGaN 層吸收了。

樣品在350 nm - 5 V 偏壓下峰響應為0. 163

A/ W ,量子效率達到58 %,性能優(yōu)于T. N Oder 等

人[6 ] 報道的最大響應度0. 13 A/ W @326. 8 nm 的

In0. 02Al0. 15 Ga0. 83N 紫外光電探測器。最大響應度沒

有出現(xiàn)在“太陽盲區(qū)”250～300 nm 范圍內(nèi),主要是

因為i 層的Al InGaN 材料的Al 組分太小,使得i2

Al InGaN 的禁帶寬度與GaN 的禁帶寬度接近。

5 結論

采用晶格常數(shù)和禁帶寬度可以獨立變化的

Al InGaN 四元合金代替Al GaN 作為探測器的有源

層,成功研制出PIN 紫外光電探測器。通過PL 譜

測量和X 射線衍射實驗,計算出生長的p2Al InGaN

材料的組分為Al0. 080 In0. 018 Ga0. 902 N ,與GaN 材料的

晶格失配率僅為0. 037 %。

(下轉第708 頁)

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SEMICONDUCTOR OPTOELECTRONICS Vol. 29 No. 5 Oct. 2008

品溫度和環(huán)境溫度慢慢趨于一致,即趨于熱平衡時,

電阻變化緩慢且阻值降低較小。

圖6 樣品B 在空氣中和真空中的電阻測量結果

4 結論

采用PECVD 法制備的摻硼氫化非晶硅薄膜,

其電阻值隨測試時間呈現(xiàn)上升趨勢,經(jīng)XPS 分析發(fā)

現(xiàn)薄膜中存在氧化現(xiàn)象。光照條件下,樣品光電阻

上升幅度增加,長時間的光照會導致S2W 效應出

現(xiàn),分析表明光照會引起材料中弱Si - Si 鍵的斷

裂,導致懸掛鍵缺陷態(tài)產(chǎn)生。摻硼氫化非晶硅的電

阻在退火前后均呈現(xiàn)波動現(xiàn)象,是由于隨機電報噪

聲的存在。通過對樣品在真空中和空氣中電阻測

量,證實在真空中材料焦耳熱作用更顯著,另外空氣

的對流也對材料溫度變化產(chǎn)生影響。

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[10 ] 何宇亮,陳光華,張仿清. 非晶半導體物理學[M] . 北

京:高等教育出版社,1989. 172.

作者簡介:

楊利霞(1985 - ) ,女,碩士研究生,研究方向為

光電傳感器用硅基薄膜敏感材料。

E2mail : lee4963 @163. com

(上接第672 頁)

合金溫度優(yōu)化表明500 ℃合金退火下所獲得的

p 型歐姆接觸性能最好,比接觸電阻為1. 0 10 - 2

cm2 。I2V 特性顯示,器件正向開啟電壓為1. 5

V 左右,反向擊穿電壓為40 V ;在- 5 V 偏壓下,暗

電流為3. 3 10 - 11 A ;樣品在350 nm 下的最大響應

度為0. 163 A/ W ,量子效率為58 %,顯示出了良好

的器件特性。

參考文獻:

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

3 315.

作者簡介:

黃 瑾(1983 - ) ,女,福建人,碩士研究生,主要

從事GaN 基材料和器件的研究。

E2mail : yehehuangjin0207812 @hotmail . com

708

SEMICONDUCTOR OPTOELECTRONICS Vol. 29 No. 5 Oct. 2008

維生素a是什么意思？

一、維生素a是什么

1、 維生素A（vitaminA）又稱視黃醇（其醛衍生物視黃醛）或抗干眼病因子，是一個具有脂環(huán)的不飽和一元醇，包括動物性食物來源的維生素A1、A2 兩種，是一類具有視黃醇生物活性的物質(zhì)。

2、 維生素A1多存于哺乳動物及咸水魚的肝臟中，維生素A2常存于淡水魚的肝臟中。由于維生素A2的活性比較低，所以通常所說的維生素A是指維生素A1。

3、 維生素A在分類中屬于脂溶性維生素，同屬于脂溶性維生素的還有維生素D（又稱鈣化醇）、維生素E（又稱生育酚）和維生素K（又稱凝血維生素）；另一類是水溶性維生素，主要是B族維生素（主要包括B1、B2、B3、B6、B12）、維生素C（又稱抗壞血酸）、維生素PP（又稱尼克酸）、維生素H（又稱生物素）和維生素M（又稱葉酸）等。

4、 植物來源的-胡蘿卜素及其他胡蘿卜素可在人體內(nèi)合成維生素A，-胡蘿卜素的轉換效率最高。在體內(nèi)，在-胡蘿卜素-15，15′-雙氧酶（雙加氧酶）催化下，可將-胡蘿卜素轉變?yōu)閮煞肿拥囊朁S醛（ratinal），視黃醛在視黃醛還原酶的作用下還原為視黃醇。

5、 維生素A是脂溶性的醇類物質(zhì)，有多種分子形式。其中VA1主要存在于動物肝臟、血液和眼球的視網(wǎng)膜中，又叫視黃醇，熔點64℃，分子式C20H30O，VA2主要在淡水魚中存在，熔點只有17～19℃，分子式C20H28O。

維生素A是構成視覺細胞中感受弱光的視紫紅質(zhì)的組成成分，視紫紅質(zhì)是由視蛋白和11 – 順 –視黃醛組成，與暗視覺有關。

二、維A生理功能

1、維持正常視覺功能

眼的光感受器是視網(wǎng)膜中的桿狀細胞和錐狀細胞。這兩種細胞都存在有感光色素，即感弱光的視紫紅質(zhì)和感強光的視紫藍質(zhì)。視紫紅質(zhì)與視紫藍質(zhì)都是由視蛋白與視黃醛所構成的。視紫紅質(zhì)經(jīng)光照射后，11-順視黃醛異構成反視黃醛，并與視蛋白分離而失色，此過程稱“漂白”。若進入暗處，則因對弱光敏感的視紫紅質(zhì)消失，故不能見物。

2、維護上皮組織細胞的健康和促進免疫球蛋白的合成

維生素A可參與糖蛋白的合成，這對于上皮的正常形成、發(fā)育與維持十分重要。當維生素A不足或缺乏時，可導致糖蛋白合成中間體的異常，低分子量的多糖—脂的堆積，引起上皮基底層增生變厚，細胞分裂加快、張力原纖維合成增多，表面層發(fā)生細胞變扁、不規(guī)則、干燥等變化。鼻、咽、喉和其他呼吸道、胃腸和泌尿生殖系內(nèi)膜角質(zhì)化，削弱了防止細菌侵襲的天然屏障（結構），而易于感染。在兒童，極易合并發(fā)生呼吸道感染及腹瀉。有的腎結石也與泌尿道角質(zhì)化有關。過量攝入維生素A，對上皮感染的抵抗力并不隨劑量而增高。

3、維持骨骼正常生長發(fā)育

維生素A促進蛋白質(zhì)的生物合成和骨細胞的分化。當其缺乏時，成骨細胞與破骨細胞間平衡被破壞，或由于成骨活動增強而使骨質(zhì)過度增殖，或使已形成的骨質(zhì)不吸收。孕婦如果缺乏維生素A時會直接影響胎兒發(fā)育，甚至發(fā)生死胎。

4、促進生長與生殖

維生素A有助于細胞增殖與生長。動物缺乏維生素A時，明顯出現(xiàn)生長停滯，可能與動物食欲降低及蛋白利用率下降有關。維生素A缺乏時，影響雄性動物精索上皮產(chǎn)生精母細胞，雌性**上皮周期變化，也影響胎盤上皮，使胚胎形成受阻。維生素A缺乏還引起諸如催化黃體酮前體形成所需要的酶的活性降低，使腎上腺、生殖腺及胎盤中類固醇的產(chǎn)生減少，可能是影響生殖功能的原因。

5、抑制腫瘤生長

臨床試驗表明維生素A酸（視黃酸）類物質(zhì)有延緩或阻止癌前病變，防止化學致癌劑的作用，特別是對于上皮組織腫瘤，臨床上作為輔助治療劑已取得較好效果。-胡蘿卜素具有抗氧化作用，近有大量報道，是機體一種有效的捕獲活性氧的抗氧化劑，對于防止脂質(zhì)過氧化，預防心血管疾病、腫瘤，以及延緩衰老均有重要意義。

6、營養(yǎng)增補劑

在化妝品中用作營養(yǎng)成分添加劑，能防止皮膚粗糙，促進正常生長發(fā)育，可用于膏霜乳液中。

維生素A雖然有以上幾點及更多的對人體有益的功能，但與其他營養(yǎng)物質(zhì)相同，物極必反，過度攝入可引起頭痛、惡心腹瀉、肝脾大等，需適量攝入。

三、吸收代謝

1、 維生素A進入消化道后，在胃內(nèi)幾乎不被吸收，在小腸與膽汁酸脂肪分解產(chǎn)物一起被乳化，由腸粘膜吸收。維生素A人體儲存量隨著年齡遞減，至老年期明顯低于年輕人，不同性別儲存量也不同。維生素A在體內(nèi)的平均半減期為128~154天，在無維生素A攝入時，每日肝中損失（分解代謝）率約為0.5%。

2、 適用于長期對脂肪吸收不良者、素食者、長期戴隱形眼鏡和長時間注視電腦屏幕者；身體抵抗力差者、膽固醇水平高者，應適當補充-胡蘿卜素；經(jīng)常補充維生素C、E者，同時補充-胡蘿卜素能夠協(xié)同增效。

3、 從食物分類來分有三類食物來源，通常可分為：動物性食物，如魚肝油、雞蛋等；植物性食物，主要有深綠色或紅黃色的蔬菜、水果，如胡蘿卜、紅心紅薯、芒果、辣椒和柿子等；還有一類是藥食同源的食物，如車前子、防風、紫蘇、藿香、枸杞子等。

4、 從維生素A結構的角度為，主要有兩類來源：一類是維生素A源，也就是指- 胡蘿卜素及其他類胡蘿卜素。多存在于植物性食物中，如綠葉菜類、黃色菜類以及水果類，含量較豐富的有菠菜、苜蓿、豌豆苗、紅心甜薯、胡蘿卜、青椒、南瓜等。另一類則是來維生素A（視黃醇），主要存在于動物性食物當中，能夠直接被人體吸收和利用，主要存在于動物肝臟、奶及奶制品（全脂奶）及禽蛋中。

5、 據(jù)食物分析表顯示，平均每一份（100克）中含有維生素A最豐富（約12000單位）的是綠葉蔬菜，例如牛皮菜、羽衣甘藍、菠菜和其他綠色蔬菜。即使是一份刀豆、西蘭花、胡蘿卜、黃南瓜、杏、甘薯或山藥也能提供5000單位的維生素A，而這正是成年人一天所需的量。一份西紅柿、豌豆、芹菜、萵苣和蘆筍中所含的量平均也接近2000單位。除了杏以外，大多數(shù)黃色水果一份中維生素A的含量都少于400單位。已經(jīng)失去原來的顏色或從未變成綠色的蔬菜中缺少這種維生素。

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