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MOCVD法生长InAlN材料及其微结构特性研究

董逊 , 倪金玉 , 李亮 , 彭大青 , 张东国 , 李忠辉

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.增刊(Ⅰ).024

利用MOCVD法,在7.62 cm蓝宝石衬底上生长了InAlN薄膜及InAlN/GaN 异质结材料.利用XRD、AFM、Hall 等测试方法对材料的组分、表面形貌、电学性质等进行了分析,InAlN 薄膜中 In 含量随生长温度的升高明显降低,材料表面为三维岛状结构;与AlGaN/GaN异质结材料相比,InAlN/GaN 异质结的高温电子输运特性更好,773 K 下 InAlN/GaN 异质结的迁移率为130 cm2/(v?s),明显高于 AlGaN/GaN异质结的67 cm2/(v?s).

关键词: MOCVD , InAlN , 迁移率

低温GaN插入层对AlGaN/GaN二维电子气特性的改善

张东国 , 李忠辉 , 彭大青 , 董逊 , 李亮 , 倪金玉

人工晶体学报

利用低压MOCVD技术在蓝宝石衬底上生长了AlGaN/GaN二维电子气(2DEG)材料,在GaN生长中插入一层低温GaN,并研究了低温GaN插入层对二维电子气输运特性的影响.使用原子力显微镜(AFM)和非接触霍尔测试仪测量了材料的表面形貌和电学特性,发现低温GaN插入层可以改善材料表面平整度并使AlGaN/GaN 2DEG的电子迁移率有明显提高,GaN插入层温度为860℃的样品在室温下2DEG的电子迁移率达到2110 cm2/V·s.

关键词: MOCVD , 缓冲层 , AlGaN/GaN , 二维电子气

AlInGaN合金的发光机制研究

董逊 , 黄劲松 , 黎大兵 , 刘祥林 , 徐仲英 , 王占国

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2003.06.007

用变温光致发光谱和时间分辨光谱研究了AlInGaN合金的发光机制.实验结果表明,发光强度随时间并不是呈指数衰减关系,而可以用伸展指数哀减函数来描述,表明材料中存在明显的无序.形成这种无序的原因是In组分不均产生的微结构(如量子点).伸展指数衰减函数中弥散指数β不仅不随温度变化,在250K也不随辐射能量变化,表明载流子的弥散过程由局域态之间的跳跃所主导.进一步实验表明局域态在250K时仍然表现出零维特性.

关键词: AlInGaN , 时间分辨 , 量子点 , 局域态

高质量GaN薄膜的MOCVD同质外延生长

李亮 , 李忠辉 , 罗伟科 , 董逊 , 彭大青 , 张东国

人工晶体学报

采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术,在GaN自支撑衬底上同质外延生长了GaN薄膜,得到高质量的GaN外延薄膜.X射线衍射(XRD)结果显示其(002)面摇摆曲线半高宽小于100弧秒,原子力显微镜(AFM)照片上能看到连续的二维台阶流形貌,其表面粗糙度小于0.5nm,其位错密度低于106 cm3.

关键词: GaN薄膜 , MOCVD , 同质外延

金属有机物气相外延生长InAlGaN薄膜及其性能表征

黎大兵 , 董逊 , 刘祥林 , 王晓晖 , 王占国

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.04.016

在不同的生长温度和载气的条件下,采用低压金属有机物气相外延方法生长了系列的InAlGaN薄膜,通过能量色散谱(EDS),高分辨X射线衍射(HRXRD)和光致发光谱(PL)对样品进行表征与分析,研究了生长工艺对InAlGaN外延层结构和光学性能的影响.发现当以氮气做载气时,样品的发光很弱并且在550nm附近存在一个很宽的深能级发光峰;当采用氮气和氢气的混合气做载气时,样品中的深能级发光峰消失且发光强度明显提高.以混合气做载气,InAlGaN薄膜中铟的组分随生长温度的升高而降低,而薄膜的结构和光学性能却提高.结合PL和HRXRD的测试结果得到了较佳的生长参数:即载气为氢气和氮气的混合气以及生长温度在850℃到870℃.

关键词: InAlGaN四元合金 , 金属有机物气相外延 , 高分辨X射线衍射 , 光致发光

InGaAlN四元合金的光学性质和低维结构

刘祥林 , 董逊 , 黎大兵

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2004.01.002

研究了用MOCVD方法生长InGaAlN四元合金材料的生长规律,发现生长温度在800~880 ℃, 其In组分随生长温度升高而降低. 用变温光致发光谱和时间分辨谱研究了InGaAlN的光学性质.光致发光谱表明InGaAlN的发光强度随温度衰减规律与InGaN类似,但比GaN慢,室温下比GaN的发光强度大1个数量级以上.时间分辨光谱表明,在InGaAlN中存在低维结构的铟聚集区--在没有高温GaN中间层的InGaAlN材料中存在类似量子盘的二维铟聚集区;而在有高温GaN中间层的InGaAlN材料中存在类似量子点的零维铟聚集区.

关键词: InGaAlN , 生长 , 光学性质 , 低维结构 , 铟聚集

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