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电泳沉积法制备GaN薄膜的结构和组分分析

吴玉新 , 薛成山 , 庄惠照 , 田德恒 , 刘亦安 , 何建廷

功能材料

采用电泳沉积法在Si(111)衬底上制备出了GaN薄膜.用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外吸收(FTIR)谱、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对样品的结构、组分和形貌进行了分析.结果显示所得样品为六方纤锌矿结构的GaN多晶薄膜.

关键词: 氮化镓薄膜 , Si衬底 , 电泳沉积 , 六方纤锌矿结构

硅基正六边形氮化镓纳米颗粒薄膜的制备,结构和形貌特性

庄惠照 , 薛守斌 , 薛成山 , 张晓凯 , 滕树云 , 胡丽君

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.03.005

本文通过在ZnO/Si(111)衬底上,利用JCK-500A型射频磁控溅射系统溅射氧化镓靶得到氧化镓薄膜.然后将硅基Ga2O3置于管武石英炉中,在850℃的氨化温度下氨化15min后,成功制备出GaN薄膜,该薄膜由正六边形的晶粒组成.X射线衍射(XRD)表明GaN具有六方纤锌矿结构,晶格常数为a=0.318nm和c=0.518nm.X射线光电子能谱(XPS)的测试确定了样品中Ga-N键的形成,并且Ga和N的化学计量比为1:1.用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察发现,样品表面非常光滑和平整.透射电镜(TEM)表明薄膜由正六边形晶粒组成.选区电子衍射(SAED)进一步验证了GaN薄膜的六方纤锌矿结构.最后,简单地讨论了其生长机制.

关键词: 氨化法 , 氮化镓薄膜 , 氧化镓薄膜 , 正六边形结构晶粒

SiC缓冲层用于改善硅基氮化镓薄膜的质量研究

朱华超 , 满宝元 , 庒惠照 , 刘玫 , 薛成山

功能材料

用脉冲激光沉积法在硅衬底上沉积GaN薄膜,为了减小Si衬底与GaN薄膜之间的热失配和晶格失配引入SiC缓冲层.脉冲激光沉积后的GaN薄膜是非晶结构,将样品在氨气氛围中在950℃下退火15min.得到结晶的GaN薄膜.并用X 射线衍射、原子力显微镜、傅立叶红外吸收谱、光致发光谱研究了SiC缓冲层对GaN薄膜的结晶、形貌和光学性质的影响.

关键词: 脉冲激光沉积 , 氮化镓薄膜 , 碳化硅缓冲层 , 退火

用于GaN薄膜生长的γ-LiAlO2晶体基片制备工艺研究

郑威 , 齐涛 , 姜凯丽

人工晶体学报

研究了铝酸锂晶体的化学机械抛光工艺.自制了SiO2悬浮液作为抛光剂,主要研究抛光过程中抛盘转速、抛光时间以及抛光压力等系列抛光工艺参数对抛光晶片表面质量的影响规律.通过优化抛光工艺参数获得了适宜制备氮化镓薄膜的铝酸锂晶体基片,最小的表面粗糙度为2.695 nm.结合氮化镓薄膜的制备条件,对抛光好的铝酸锂晶体基片采用退火的方法去除生长态晶体的热应力和机械应力.利用扫描电子显微镜研究了退火后晶片的表面质量,同时用激光共聚焦技术研究了晶体表面腐蚀坑的三维形貌.退火处理导致了铝酸锂晶体表面腐蚀坑的数目和深度增加.随着退火温度的升高和退火的保温时间的增加,铝酸锂晶体中锂元素挥发,晶体表面质量下降.但是适当的保温时间能够改善铝酸锂晶体的完整性,释放在晶体生长和试样制备过程中存在的热应力和机械应力,改善了晶体质量.

关键词: 铝酸锂晶体 , 氮化镓薄膜 , 表面粗糙度 , 二氧化硅 , 抛光

GaN薄膜的制备及其振动光谱的密度泛函理论研究

李恩玲 , 王珊珊 , 王雪文

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.06.007

以氧化镓为镓源,用溶胶.凝胶和高温氨化二步法,在Si(111)衬底上制备出GaN薄膜. x射线衍射(XRD)分析表明制备的GaN薄膜是六角纤锌矿结构;扫描电子显微镜(SEM)图片显示GaN晶粒的尺寸<100nm;薄膜的红外光谱(FTIR)中有GaN的E1(TO)声子模式.用密度泛函理论(DFT)计算了氮化镓小团簇的振动频率.结果表明,富镓氮化镓团簇的振动频率在六方晶系纤锌矿结构CaN的光学声子峰值附近;富氮氮化镓团簇中的N-N键的振动频率为2200cm-1.用氮化镓团簇的频谱对所制薄膜的红外光谱作了进一步分析.

关键词: 氮化镓薄膜 , 溶胶-凝胶 , 密度泛函理论

高分辨X射线衍射表征氮化镓外延层缺陷密度

崔潆心 , 徐明升 , 徐现刚 , 胡小波

无机材料学报 doi:10.15541/jim20150069

利用高分辨 X 射线衍射方法,分析了在4H-SiC(0001)面上采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长的GaN 薄膜的位错。采用对称面衍射和斜对称面衍射等方法研究了晶面倾转角、面内扭转角、晶粒尺寸和晶面弯曲半径等参数,通过排除仪器、晶粒尺寸及晶面弯曲对摇摆曲线半高宽的影响,从而获得 GaN 薄膜的螺位错密度和刃位错密度分别为4.62×107cm-2和5.20×109 cm-2,总位错密度为5.25×109 cm-2。

关键词: 氮化镓薄膜 , 高分辨X射线衍射 , 位错密度

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