彭观良
,
邹军
,
庄漪
,
张涟翰
,
周国清
,
周圣明
,
徐军
,
干福熹
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2005.02.018
由于与GaN晶格失配小(约1.4%),γ-LiAlO2单晶有望成为一种很有希望的CaN外延衬底材料.本文使用提拉法生长出了尺寸达φ45×50mm3的γ-LiAlO2单晶.对该晶体毛坯的各个有代表性的位置作了X射线粉末衍射(XRPD)分析,结果表明仅仅在晶体毛坯的底部生成了一种缺锂相(LiAl5O8).γ-LiAlO2晶体化学稳定性差,在室温时轻微水解.当在空气中于1100℃退火70h,γ-LiAlO2晶体挥发出锂组分,在表面产生缺锂相(LiAl5O8).值得注意的是,在γ-LiAlO2晶体的红外光谱区不存在氢氧根吸收带.
关键词:
晶体生长
,
提拉法
,
γ-LiAlO2
,
外延
,
GaN
,
衬底
,
红外
李飙
,
任艺
,
常本康
,
陈文聪
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.08.008
GaN阴极中光电子的发射分为价带电子的激发、光生载流子的输运和载流子的发射3个阶段.分析了激发阶段GaN光电阴极中电子吸收入射光产生从价带到导带的跃迁过程和输运阶段导带中的光电子从体内到表面的扩散过程及发射阶段GaN阴极表面光电子的选出过程;推导了Cs激活过程中到达阴极表面光激发电子的逸出几率公式;比较了仅用Cs激活和共用Cs/O激活过程中到达阴极表面光激发电子逸出几率的变化情况;结果表明:GaN阴极的光电发射为直接跃迁激发,输运阶段仅遭受电子-声子散射,表面光激发电子的逸出几率取决于激活程度,引入Cs是激活的必需因素,O的引入仅可小幅度提升光电发射效率;最后利用实验证实了Cs激活的充分性.
关键词:
负电子亲和势
,
GaN
,
光电阴极
,
光电发射
,
激发
,
输运
,
激活
李健翔
,
符斯列
,
蒋联娇
,
马娟娟
,
詹吉玉
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.22.031
基于密度泛函理论的平面波赝势方法,选择广义梯度近似(GGA)下的PBE算法-关联泛函对GaN晶体结构、能带结构以及电子态密度随压强的变化进行了研究,并计算出GaN材料的相变点压强值.研究结果表明:随着压强增加,常见的纤锌矿与闪锌矿GaN会发生结构相变成岩盐矿结构,并且其能带结构均由直接带隙转变成间接带隙.其中,通过焓相等原理得到纤锌矿到岩盐矿结构的相变压强为44.4 GPa,而闪锌矿到岩盐矿结构的相变压强为43.6 GPa.此外,随着压强增大,GaN纤锌矿、闪锌矿和岩盐矿的价带态密度均向低能方向偏移,而导带态密度向高能方向偏移,从而导致GaN共价性增强及带隙随压强增大而展宽.
关键词:
第一性原理
,
GaN
,
结构相变
,
电子结构
陈席斌
,
马淑芳
,
董海亮
,
梁建
,
许并社
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.05.01
采用金属有机化学气相沉积方法在蓝宝石衬底上外延生长GaN基材料,设计并优化外延生长条件,探索单层N型GaN(N-GaN)、多量子阱(MQW)、电子阻挡层(P-AlGaN)、P型GaN(P-GaN)材料对发光二极管(LED)器件的光电性能的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、电致发光谱(EL)、光致发光谱(PL)等测试设备对外延片进行表征.结果表明:经优化Si掺N-GaN和垒层(QB),获得较好的(102)、(002)半峰宽,正向电压从4.46 V分别降至3.85 V、3.47V,发光强度从4.86 mV提高到6.14 mV.然后对P型AlGaN层进行Mg掺杂优化,正向电压下降至3.35V,发光强度提高到6.14 mV.最后对P-GaN层进行了生长温度及退火温度的优化,结果发现正向电压从3.16V提高至3.32V,发光强度提高至6.70 mV左右.全自动探针台在测试电流20 mA的条件下,对芯片的电压和发光强度进行了测试,电压大致从4.5V降到3.8V左右,下降了16％.发光强度大概从110 mcd提高到135 mcd,提高了 20％左右.结合实验结果与理论综合分析,解释了N-GaN层和QB层Si掺量,P-AlGaN层Mg掺量,P-GaN层生长温度及活化温度对正向电压和亮度的影响,从而为高质量GaN薄膜材料外延生长及高性能的LED提供了更好的实验指导与理论支持.
关键词:
发光二极管
,
GaN
,
正向电压
,
发光强度
陈伟绩
,
秦福文
,
吴爱民
,
王文彦
功能材料
采用电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)方法,在康宁7101型普通玻璃衬底上低温沉积氮化镓(GaN)薄膜.利用反射高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和霍尔测量系统检测样品,研究了衬底氮化时间对GaN薄膜质量的影响.结果表明,氮化时间为5min时,得到的GaN薄膜呈高度c轴择优取向,结晶性较好,薄膜表面是由许多亚微米量级的表面岛按一致的取向规则堆砌而成的,薄膜表面较为平整且呈n型导电;氮化时间增加,薄膜结晶性反而变差.
关键词:
GaN
,
氮化
,
ECR-PEMOCVD
,
玻璃衬底
梁李敏
,
刘彩池
,
解新建
,
王清周
材料导报
概述了GaN异质外延生长中衬底的选择以及缺陷的形成机理,从缓冲层技术、横向外延技术、柔性衬底技术等生长工艺方面综述了国内外GaN基半导体薄膜生长的最新研究和进展,并对其优缺点进行了分析比较,认为发展同质外延将有希望解决现在异质外延生长中存在的问题,最后展望了GaN基薄膜同质外延生长的前景.
关键词:
GaN
,
缺陷
,
异质外延
,
横向外延
,
缓冲层
,
柔性衬底
左然
,
王宗琪
,
陈鹏
人工晶体学报
针对垂直转盘式MOCVD反应器进口温度对GaN生长的影响进行数值模拟研究,分别考虑预混合进口和分隔进口两种情况.通过对包含主要化学反应路径的气体输运过程的模拟,对比不同进口温度下衬底前沿的反应前体浓度及其对应的生长速率的变化,从而确定进口温度对化学反应路径及生长速率的影响关系.结果表明,两种进口情况下,随着进口温度的升高,生长速率均呈现先增大后减小的趋势.预混合时,进口温度约500 K时生长速率最大;分隔进口时,进口温度约800 K时生长速率最大.这主要是由于,生长速率取决于衬底上方边界层内含Ga粒子的浓度梯度.预混合时,衬底前沿的含Ga粒子主要为MMGa,其浓度随进口温度的变化趋势与生长速率的变化趋势一致.分隔进口时,衬底前沿的含Ga粒子MMGa和DMGaNH2浓度处于同一数量级.随进口温度的升高,前者略有增加,而后者明显增大.当预混合的进口温度超过500 K、分隔进口的进口温度超过800 K时,衬底前沿的MMGa和DMGaNH2的峰值或明显下降、或明显离开衬底,使得含Ga粒子的浓度梯度显著下降,造成生长速率下降.
关键词:
MOCVD
,
进口温度
,
GaN
,
数值模拟
孙成真
,
贾志刚
,
尚林
,
孙佩
,
余春燕
,
张华
,
李天保
人工晶体学报
利用金属有机化学气相沉积系统(MOCVD),在蓝宝石的(0001)面采用不同的成核层生长温度,通过两步法获得不同质量的GaN外延薄膜.利用HALL测试仪,高分辨X射线衍射仪(HRXRD),原子力显微镜(AFM)和光致发光光谱仪(PL)对GaN薄膜的表面形貌,位错密度,光学性能等进行表征,研究不同的成核温度对GaN外延薄膜晶体质量的影响.结果表明,在成核层生长温度为650℃时,所得到的GaN外延薄膜表面粗糙度和位错密度均达到最低,并且同时具有最高的带边发光峰强度,最高的载流子迁移率以及最低的载流子浓度.过低或过高的成核温度都会导致GaN外延层的晶体质量和光电性能变差.
关键词:
GaN
,
金属有机化学气相沉积
,
成核层
,
生长温度
徐大庆
,
张义门
,
李培咸
,
娄永乐
,
刘树林
,
童军
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.14.003
通过Mn离子注入 Mg 掺杂 GaN 外延层制备了铁磁性 GaN∶Mn 薄膜,利用拉曼散射和光致发光谱研究了退火温度对薄膜微结构和光学特性的影响。拉曼谱测试显示由离子注入相关缺陷引起了新的声子模,分析认为Mn离子相关的局域振动(LVM)紧邻 Ehigh2峰。光致发光谱观察到位于1．69,2．54和2．96 eV的3个新的发光峰,分析认为2．96 eV 的发光峰来自MgGa-VN 复合体深施主能级和 Mg 的浅受主能级之间的辐射复合跃迁,2．54 eV的发光峰来自浅施主能级和深受主能级之间的辐射复合跃迁,对于位于1．69 eV的新发光峰不排除来自MgGa-VN 复合体深施主能级和Mn相关深受主能级之间辐射复合跃迁的贡献。
关键词:
GaN
,
离子注入
,
拉曼散射
,
光致发光
