半导体材料中单个电荷缺陷检测装置及检测方法制造方法及图纸

本公开提供一种半导体材料中单个电荷缺陷检测装置和检测方法，该检测装置包括：探针单元，以待测半导体样品中的自旋点缺陷作为探针；光源，用于对待测半导体样品施加激发光，以使得探针的自旋态实现初始化和读取，并在受激发时发出荧光；操控场装置，被配置为用于施加调控信号至探针以实现对探针自旋态的操控；以及信号读出装置，用于实时记录探针发出的荧光光子数以获取探针的自旋状态的变化，从而获知探针周围的单个电荷缺陷信息。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及材料检测，尤其涉及一种半导体材料中单个电荷缺陷检测装置及检测方法。

技术介绍

1、单个电荷的探测具有重要的物理意义，例如作为探针研究材料的物理现象，半导体器件的性能老化原因的研究等。对单个电荷的探测需要相关器件具有高灵敏度，在微观尺度上的空间靠近等特性，例如扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,简称为stm)，通过测量电子从探针到样品的隧道电流，可以检测到表面单个的电荷分布，包括单个电子；原子力显微镜(atomic force microscope，简称为afm)是一种可以感测到电荷带来的力的变化从而检测电荷的存在；硅纳米线（silicon nanowire，简称为sinw）器件可以对生物化学样本进行灵敏度至单个电荷的信号测量；扫描单电子效应管(scanningsingle-electron transistor，简称为set)可用于研究石墨烯的载流子行为等等。但同时这些方法对器件制备、工作环境有着较高的要求，例如set对材料的检测需要在低温（0.3k）下进行；硅纳米线需要良好的微纳加工技术；扫描隧道显微镜则本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体材料中单个电荷缺陷检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体材料中单个电荷缺陷检测装置，其特征在于，所述调控信号包括微波脉冲信号、射频脉冲信号中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的半导体材料中单个电荷缺陷检测装置，其特征在于，所述待测半导体为碳化硅，以双空位点缺陷作为探针。

4.根据权利要求1所述的半导体材料中单个电荷缺陷检测装置，其特征在于，所述光源为近红外光源或可调谐光源。

5.根据权利要求1所述的半导体材料中单个电荷缺陷检测装置，其特征在于，能够在400K温度以下实现对单个电荷缺陷进行动态实时监测。<...

【技术特征摘要】

1.一种半导体材料中单个电荷缺陷检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体材料中单个电荷缺陷检测装置，其特征在于，所述调控信号包括微波脉冲信号、射频脉冲信号中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的半导体材料中单个电荷缺陷检测装置，其特征在于，所述待测半导体为碳化硅，以双空位点缺陷作为探针。

4.根据权利要求1所述的半导体材料中单个电荷缺陷检测装置，其特征在于，所述光源为近红外光源或可调谐光源。

5.根据权利要求1所述的半导体材料中单个电荷缺陷检测装置，其特征在于，能够在400k温度以下实现对单个电荷缺陷进行动态实时监测。

6.根据权利要求2所述的半导体材料中单个电荷缺陷检测装置，其特征在于，微波脉冲序列信号通过改变微波频率进行扫频，在共振频率时有效驱动探针在基态自旋0能级和基态自旋1能级之间发生布局翻转。

7.根据权利要求6所述的半导体材料中单个电荷缺陷检测装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘津朋，张琪，陈誉，杜江峰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学苏州高等研究院，
类型：发明
国别省市：