1.一種GeBi合金薄膜,包括P型硅襯底,以及采用分子束外延方法形成于P型硅襯底之上的GeBi合金薄膜。
2.根據(jù)權利要求1所述的GeBi合金薄膜,其特征在于,所述GeBi合金薄膜的厚度為150~660nm。
3.根據(jù)權利要求1所述的GeBi合金薄膜,其特征在于,所述P型硅襯底為硼摻雜的P型Si基片,其電阻率為1×10-5~2×10-4Ω·cm,載流子濃度為1×1020~1×1021。
4.根據(jù)權利要求1所述的GeBi合金薄膜,其特征在于,所述采用分子束外延方法制備GeBi合金薄膜時,以固體Ge材料作為Ge源,固體Bi材料作為Bi源,控制基片溫度為200~400℃,Ge源溫度為1000~1300℃,Bi源溫度為300~600℃,薄膜的生長時間為150~220min,生長速率為1~3nm/min。
5.根據(jù)權利要求1所述的GeBi合金薄膜,其特征在于,所述GeBi合金薄膜中,Ge的質量分數(shù)為60%~98%,Bi的質量分數(shù)為2%~40%。
6.一種GeBi合金薄膜的制備方法,包括以下步驟:
步驟1:依次采用氫氟酸、去離子水、丙酮、酒精和去離子水清洗P型硅襯底,并采用氮氣吹干;
步驟2:將步驟1清洗干燥后的硅襯底放入分子束外延腔室中,抽真空至2×10-7~5×10-7torr;
步驟3:采用分子束外延法在步驟2的硅襯底上生長薄膜,其中,襯底溫度為200~400℃,Ge源溫度為1000~1300℃,Bi源溫度為300~600℃,生長時間為150~220min,生長速率為1~3nm/min;
步驟4:待薄膜生長完成后,將Bi源溫度降低至400℃以下,Ge源溫度降低至300℃以下,襯底溫度降低至室溫,取出襯底,即可在硅襯底上得到GeBi合金薄膜。
7.權利要求1至6中任一項所述GeBi合金薄膜在紅外光電探測器中的應用。