外延在蓝宝石衬底上的非掺杂GaN研究

采用改变生长条件的方法制备GaN薄膜,在(0001)面蓝宝石衬底上利用金属有机物化学气相沉积技术制备了不同样品,并借助X射线双晶衍射仪(XRD)、PL谱测试仪和光学显微镜对材料进行了分析。XRD(0002)面和(1012)面测试均表明TMGa流量为70 cm3/min时样品位错密度最低。利用该TMGa流量进一步制备了改变生长温度的样品。XRD和PL谱测试结果表明,提高生长温度有利于提高GaN样品的晶体质量和光学性能。最后,利用光学显微镜对样品的表面形貌进行了分析。     

Si(111)衬底切偏角对GaN基LED外延膜的影响

利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法在具有偏角(0°~0.9°)的Si(111)衬底上生长了GaN薄膜。采用高分辨X射线衍射(HRXRD)对Si衬底的偏角进行了精确的测量,利用HRXRD、原子力显微镜(AFM)以及光致发光(PL)对外延薄膜的晶体质量、量子阱中In组分、表面形貌及光学特性进行了研究。结果表明,Si(111)衬底偏角对量子阱中的In组分、 GaN外延膜的表面形貌、晶体质量以及光学性能具有重大影响。为了获得高质量的GaN外延薄膜,衬底偏角必须控制在小于0.5°的范围内。超出该范围,GaN薄膜的晶体质量、表面形貌及光学性能都明显下降。     

薄膜光学 制膜技术与装置

O484.12006054416LPCVD法制备碳纳米管薄膜及其场发射性能的研究=Deposition of carbon nanotubes fil mby LPCVDand relatedfield emission property[刊,中]/陈婷(华东师范大学纳米功能材料和器件应用研究中心.上海(200062)),孙卓…//光学学报.—2006,26(5).—777-782采用低压化学汽相沉积法(LPCVD)在镍片上直接制备碳纳米管(CNTs)薄膜,系统地研究了生长温度(500~800℃)对碳纳米管薄膜形貌、结构及场发射性能的影响,并对此方法的生长机理进行了分析。当温度从500℃升高到650℃时,碳纳米管的生长速率随着温度升高而增大,而温度继续…     

MOCVD生长Si衬底上HT-AlN缓冲层低生长压力对GaN薄膜的影响

采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术在Si（111）衬底上外延GaN薄膜,对高温AlN（HT-AlN）缓冲层在小范围内低生长压力（6.7~16.6 kPa）条件下对GaN薄膜特性的影响进行了研究。研究结果表明GaN外延层的表面形貌、结构和光学性质对HT-AlN缓冲层的生长压力有很强的的依赖关系。增加HT-AlN缓冲层的生长压力,GaN薄膜的光学和形貌特性均有明显改善,当HT-AlN缓冲层的生长压力为13.3 kPa时,得到无裂纹的GaN薄膜,其（002）和（102）面的X射线衍射峰值半高宽分别为735 arcsec和778 arcsec,由拉曼光谱计算得到的张应力为0.437 GPa,原子力显微镜（AFM）观测到表面粗糙度为1.57 nm。     

薄膜光学 薄膜光学理论与膜系设计

O484.12006054374用PLD法在MgO(100)衬底上生长ZnO薄膜的结构和光学特性=Structural and optical properties of ZnOfil ms de-posited on MgO(100)substrates by PLD[刊,中]/苏凤莲(安徽大学物理与材料科学学院.安徽,合肥(230039)),汪洪…//安徽大学学报(自然科学版).—2006,30(2).—67-70用脉冲激光沉积法在MgO(100)衬底上沉积了ZnO薄膜,衬底温度分别为400℃、550℃和700℃。利用X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)对薄膜的结构和光学性能进行研究。X射线衍射的结果表明,在400℃和550℃下生长的ZnO薄膜具有高度c-轴择优取向,但是…     

沉积温度对硫化锌(ZnS)薄膜的结晶和光学特性影响研究

对不同温度下沉积的ZnS薄膜的结晶情况和光学特性进行了研究, 结果表明：沉积温度对ZnS薄膜的物理和光学特性有较大影响, 不同的温度沉积的ZnS薄膜具有不同的择优取向, 牢固度也大不相同; 不同沉积温度下, ZnS薄膜的光学常数也不尽相同. 温度为115 ℃和155 ℃时, ZnS薄膜的物理性能和光学性能较差, 不适合空间用光学薄膜的研制使用. 而190 ℃和230 ℃沉积温度下所得薄膜具有较好的物理和光学性能, 适合于不同要求的空间用薄膜器件的研制使用. 关键词： 硫化锌薄膜 沉积温度 表面形貌 光学常数     

生长温度对磁控溅射ZnO薄膜的结晶特性和光学性能的影响

采用反应射频磁控溅射方法，在Si (100) 基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.利用 原子力显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射分析、拉曼光谱等表征技术，研究了沉积温度 对ZnO薄膜的表面形貌、晶粒尺度、应力状态等结晶性能的影响；通过沉积温度对透射光谱 和光致荧光光谱的影响，探讨了ZnO薄膜的结晶特性与光学性能之间的关系.研究结果显示， 在室温至500℃的范围内，ZnO薄膜的晶粒尺寸随沉积温度的增加而增加，在沉积温度为500 ℃时达到最大；当沉积温度为750℃时，ZnO薄膜的晶粒尺度有所减小；在室温至750℃的范 围内，薄膜中ZnO晶粒与Si基体之间均存在着相对固定的外延关系；在沉积温度低于500℃时 ，制备的ZnO薄膜处于压应变状态，而750℃时沉积的薄膜表现为张应变状态.沉积温度的不 同导致ZnO薄膜的折射率、消光系数、光学禁带宽度以及光致荧光特性的变化，沉积温度对 紫外光致荧光特性起着决定性的作用.此外，探讨了影响薄膜近紫外光致荧光发射的可能因 素. 关键词： ZnO薄膜 表面形貌 微观结构 光学常数     

氧化铜薄膜的制备及其催化燃烧应用

本文将单相CuO薄膜用于丙烯的催化燃烧.利用脉冲喷雾热蒸发化学气相沉积(PSE-CVD)制备了CuO薄膜.对沉积条件进行了优化,并对所得薄膜的物相、表面形态和光学性质进行了表征。结果表明400℃、4 Hz和7 ms条件下能获得最快的生长速率。所得薄膜为单相CuO结构,其光学能隙为1.8~1.86 eV。催化特性测试表明氧化铜薄膜可以在很低的温度下完全燃烧丙烯,其催化性能可与贵金属相比.因此,氧化铜在挥发性有机化合物的催化燃烧中具有很强的应用前景。     

MOCVD生长InGaN/AlGaN双异质结构与GaN过渡层的工艺与特性

评述利用MOCVD技术在α-Al2O3衬底上生长GaN薄膜及InGaN／A1GaN双异质结(DH)结构的工艺与特性;从表面动力学观点着重讨论了GaN过渡层MOCVD生长条件(温度、气流束源等)对表面形貌、结晶形态、掺杂及其光电性能的影响。分析表明,GaN薄膜生长速率主要依赖于反应炉温度,气流束源摩尔流量速率。若生长温度太高,引起PL发光谱峰向长波侧移动;GaN缓冲层生长温度必须控制在550℃。高的V／Ⅲ双气束流比率能够抑制GaN发光谱中550nm辐射峰产生。为了获得高质量p-A1GaN、GaN层,控制生长温度和以Cp2Mg为杂质源的Mg受主掺杂量,并在N2气氛中800℃快速退火,有助于提高InGaN／AlGaN双异质结辐射复合效率。     

SiO2图形化蓝宝石衬底对GaN生长及LED发光性能的影响

为了提高氮化镓(GaN)基发光二极管(LEDs)的发光性能,采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在蓝宝石衬底上沉积SiO_2薄膜,经过光刻和干法刻蚀技术制备了SiO_2图形化蓝宝石衬底(SiO_2 patterned sapphire substrate, SPSS),利用LED器件的外延生长和微纳加工技术获得了基于SPSS的GaN基LED器件。通过分析GaN外延层晶体质量、光提取效率和LED器件性能,重点研究了SPSS对GaN生长及LED发光性能的影响。实验及模拟仿真结果表明,与常规图形化蓝宝石衬底(Conventional patterned sapphire substrate, CPSS)相比,SPSS上生长的GaN外延层位错密度较低,晶体质量较高,SPSS-LED的光提取效率提高26%、光输出功率和亮度均提高约5%。     

Structural and optical properties of GaN thin films grown on Al2O3 substrates by MOCVD at different reactor pressures

GaN thin films grown by MOCVD on (0 0 0 1) Al₂O₃ substrates at different growth pressures were characterized by field-emission scanning electron microscopy, atomic force microscopy, micro-Raman, and photoluminescence at room temperature. It was found that there is an optimum pressure of 76 Torr at which the structural and optical properties of the GaN samples are superior. On the other hand samples grown at higher pressure exhibited hexagonal surface pits and surface spirals. The results showed that the growth pressure strongly influences the morphology, and significantly affects the structural and optical properties of the GaN epilayers.     

梯度铝镓氮缓冲层对氮化镓外延层性质的影响

采用金属有机物化学气相沉积系统在硅面碳化硅衬底的(0001)面上生长氮化铝缓冲层,并通过改变3层梯度铝镓氮(Al_xGa_(1-x)N:x=0.8,0.5,0.2)缓冲层的生长温度和氨气流量,制备出了高质量的氮化镓外延层。分别采用X射线衍射、原子力显微镜、光致发光谱和拉曼光谱对氮化镓外延层进行表征。实验结果表明,随着氮化镓外延层中张应力的降低,样品的晶体质量、表面形貌和光学质量都有显著提高。在最优的梯度铝镓氮缓冲层的生长条件下,氮化镓外延层中的应力值最小,氮化镓(0002)和(1012)面的摇摆曲线半峰宽分别为191 arcsec和243 arcsec,薄膜螺位错密度和刃位错密度分别为7×10~7cm~(-2)和3.1×108cm~(-2),样品表面粗糙度为0.381 nm。这说明梯度铝镓氮缓冲层可以改变氮化镓外延层的应力状态,显著提高氮化镓外延层的晶体质量。     

Comparison study of GaN films grown on porous and planar GaN templates

The GaN thick films have been grown on porous GaN template and planar metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD)-GaN template by halide vapor phase epitaxy(HVPE). The analysis results indicated that the GaN films grown on porous and planar GaN templates under the same growth conditions have similar structural, optical, and electrical properties. But the porous GaN templates could significantly reduce the stress in the HVPE-GaN epilayer and enhance the photoluminescence(PL) intensity. The voids in the porous template were critical for the strain relaxation in the GaN films and the increase of the PL intensity. Thus, the porous GaN converted from β-Ga2O3 film as a novel promising template is suitable for the growth of stress-free GaN films.     

Surface morphology of ZnO buffer layer and its effects on the growth of GaN films on Si substrates by magnetron sputtering

ZnO thin films were first prepared on Si(111) substrates using a radio frequency magnetron sputtering system. Then the as-grown ZnO films were annealed in oxygen ambient at temperatures of 700, 800, 900, and 1000°C , respectively. The morphologies of ZnO films were studied by an atom force microscope (AFM). Subsequently, GaN epilayers about 500 nm thick were deposited on the ZnO buffer layers. The GaN/ZnO films were annealed in NH₃ ambient at 900°C. The microstructure, morphology and optical properties of GaN films were studied by x-ray diffraction (XRD), AFM, scanning electron microscopy (SEM) and photoluminescence (PL). The results are shown, their properties having been investigated particularly as a function of the ZnO layers. For better growth of the GaN films, the optimal annealing temperature of the ZnO buffer layers was 900°C.     

Properties of GaN on different polarity buffer layers by hydride vapour phase epitaxy

This paper reports on N-, mixed-, and Ga-polarity buffer layers are grown by molecular beam epitaxy (MBE) on sapphire (0001) substrates, with the GaN thicker films grown on the buffer layer with different polarity by hydride vapour epitaxy technique (HVPE). The surface morphology, structural and optical properties of these HVPE-GaN epilayers are characterized by wet chemical etching, scanning electron microscope, x-ray diffraction, and photoluminescence spectrum respectively. It finds that the N-polarity film is unstable against the higher growth temperature and wet chemical etching, while that of GaN polarity one is stable. The results indicate that the crystalline quality of HVPE-GaN epilayers depends on the polarity of buffer layers.     

等离子增强原子层沉积低温生长GaN薄膜

采用等离子增强原子层沉积技术在低温下于单晶硅衬底上成功生长了Ga N多晶薄膜,利用椭圆偏振仪、低角度掠入射X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪对薄膜样品的生长速率、晶体结构及薄膜成分进行了表征和分析.结果表明,等离子增强原子层沉积技术生长Ga N的温度窗口为210—270?C,薄膜在较高生长温度下呈多晶态,在较低温度下呈非晶态;薄膜中N元素与大部分Ga元素结合成N—Ga键生成Ga N,有少量的Ga元素以Ga—O键存在,多晶Ga N薄膜含有少量非晶态Ga_2O_3.     

N极性GaN薄膜的MOCVD外延生长

采用MOCVD技术在c面蓝宝石衬底上外延制备了N极性GaN薄膜。通过KOH腐蚀的方法判定了GaN外延薄膜的极性。通过X射线双晶衍射(XRD)摇摆曲线和光致荧光(PL)谱测试研究了成核层生长时间对N极性GaN薄膜晶体质量和发光性能的影响。研究结果表明,成核层生长时间为300 s时,N极性GaN薄膜样品的位错密度最低,发光性能最好。采用拉曼(Raman)光谱对样品的应变状态进行了分析。