MOVPE生长GaN的表面反应机理

利用量子化学的 DFT 理论,对 MOVPE 生长 GaN 薄膜的表面初始反应机理进行研究。通过计算GaCH3和NH3在GaN(0001)-Ga面的4种吸附位的能量曲线发现,GaCH3在各吸附位的吸附能差值不大,因此容易在表面迁移;而NH3在各吸附位的吸附能差值较大,最稳定吸附位为Top位,迁移到其他位置需要克服较大能垒。在此基础上,提出了以NH3和 GaCH3为表面生长基元,在GaN(0001)-Ga面连续生长,最终形成环状核心的二维生长机理：在环状核心形成过程中,第1个GaN核生长需要3个NH3和1个GaCH3,可表示为Ga( NH2)3。第2个GaN核生长可利用已有的1个N作为配位原子,故只需2个NH3和1个GaCH3。2个GaN核可表示为( NH2)2 Ga-NH-Ga( NH2)2。第3个GaN核生长可利用已有的2个N作为配位原子,故只需要1个NH3和1个GaCH3。3个GaN核构成环状核心,可表示为Ga3( NH)3( NH2)3。后续的生长将重复第2个核和第3个核的生长过程,从而实现GaN薄膜的连续台阶生长。     

GaN基p-i-n型雪崩探测器的制备与表征

制备和表征了p-i-n型的GaN基雪崩探测器.器件在-5V下的暗电流约为0.05 nA,-20 V下的暗电流小于0.5 nA.响应增益-偏压曲线显示,可重复的雪崩增益起始于80 V附近,在85 V左右增益达到最大为120,表明所制备的器件具有较好的质量.C-V测量用来确定载流子的分布和耗尽信息,结果显示,P型层在15 ...     

Nonpolar a-plane light-emitting diode with an in-situ SiNx interlayer on r-plane sapphire grown by metal-organic chemical vapour deposition

We report on the growth and fabrication of nonpolar a-plane light emitting diodes with an in-situ SiN_x interlayer grown between the undoped a-plane GaN buffer and Si-doped GaN layer. X-ray diffraction shows that the crystalline quality of the GaN buffer layer is greatly improved with the introduction of the SiN_x interlayer. The electrical properties are also improved. For example, electron mobility and sheet resistance are reduced from high resistance to 31.6 cm²/(V·s) and 460 Ω/口 respectively. Owing to the significant effect of the SiN_x interlayer, a-plane LEDs are realized. Electroluminescence of a nonpolar a-plane light-emitting diode with a wavelength of 488nm is demonstrated. The emission peak remains constant when the injection current increases to over 20 mA.     

基于{PMo_(12)O_(40)(VO)_(0.5)}的Cu(Ⅰ)配合物的合成及荧光性质研究

利用磷钼十二酸、偏钒酸铵、CuCl_2·2H_2O和3,3′,5,5′-四甲基-4,4′-联邻二氮杂茂(H_2X)在水热条件下反应,合成出了1个新的多酸基杂化化合物Cu_4(H_2X)_4[(PMo_(12)O_(40)(VO)_(0.5))].通过X射线单晶衍射、红外光谱和热重分析等测试手段对该化合物进行了结构表征.单晶结构解析表明该化合物为2D层状化合物,属于单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数a=2.637 6(5)nm,b=1.542 2(5)nm,c=2.057 0(5)nm,α=90.000(5)°,β=112.677(5)°,γ=90.000(5)°,V=7.720(3)nm~3,Z=4,R_1=0.061 5,wR_2=0.164 6.     

纳米MgO催化发光检测硫化氢

研究了硫化氢在纳米Mg O表面的催化发光现象,发现纳米Mg O对硫化氢具有较好的特异性,据此设计了硫化氢催化发光传感器。通过优化设计建立了一种快速检测硫化氢的新方法,线性范围为2.00~200ppm(r=0.999 3),检出限为0.8 ppm(信噪比S/N=3)。采用此传感器进行人工合成样品中硫化氢的加标回收分析,回收率为88.4%~97.2%。此传感器具有灵敏、快速、操作简便等优点,在硫化氢快速检测领域具有潜在应用前景。该文还探讨了硫化氢的催化发光反应机理。     

Comparative Characterization of InGaN/GaN Multiple Quantum Wells by Transmission Electron Microscopy, X-Ray Diffraction and Rutherford Backscattering

The composition, elastic strain and structural defects of InCaN/CaN multiple quantum wells （MQWs） are comparatively investigated by using x-ray diffraction （XRD）, transmission electron microscopy and Rutherford backscattering/channelling. The InGaN well layers are fully strained on CaN, i.e. the degree of relaxation is zero. The multilayered structure has a clear defined periodic thickness and abrupt interfaces. The In composition is deduced by XRD simulation. We show how the periodic structure, the In composition, the strain status and the crystalline quality of the InGaN/GaN MQ, Ws can be determined and cross-checked by various techniques.     

InN分凝的InGaN薄膜的光致发光与吸收谱

我们用低压MOCVD在蓝宝石衬底生长了InGaN/GaN外延层.用X射线衍射(XRD),光致发光谱(PL),光吸收谱等测量手段,研究了InGaN的辐射发光机制.In组分利用Vegard定理和XRD测量得到.我们发现随着In组分的增加,在光吸收谱上发现吸收边的红移和较宽的Urbach带尾;PL谱中低能端的发射渐渐成为主导,并且在PL激发谱中InGaN峰也变宽.我们认为压电效应改变了InGaN的能带结构,从而影响了光学吸收特性.而在InN量子点中的辐射复合则是InGaN层发光的起源.     

MOCVD生长的InGaN薄膜中InN分凝的研究

利用X射线衍射(XRD)技术测量了MOCVD生长的InGaN薄膜中的InN分凝量.利用Vegard定理和XRD 2θ扫描测得实验的InGaN薄膜的In组分为0.1～0.34.通过测量XRD摇摆曲线的InN(0002)和InGaN(0002)的积分强度之比测得InN在InGaN中的含量为0.0684%～2.6396%.根据XRD理论,计算出InN和InGaN的理论衍射强度.InN含量在所有样品中均小于3%,这表明样品的相分离度比较低.还发现InN在InGaN薄膜中的含量与氮气载气流量和反应室气压明显相关.     

X射线分析氢化物汽相外延法生长GaN薄膜

氮化物研究在90年代取得显著进步,成功制造出蓝色发光二极管和激光二极管.由于氮化镓与衬底(如:蓝宝石,碳花硅)间存在大的晶格常数和热膨胀系数失配,外延膜中有非常高的位错密度.研究氢化物汽相外延法生长的氮化镓膜中倾斜和扭转现象,并应用到以X射线摇摆曲线的半峰宽计算氮化镓膜中位错密度.Ф扫描曲线表征外延的氮化镓晶体六方对称性,而极图表明氮化镓膜中存在马赛克结构.计算出螺位错密度为:2.93×109cm-2和刃位错密度为:5.25×1010cm-2.     

超细氧化硅纳米线阵列的制备和发光特性

以液态金属Ca作为催化剂合成了大量的非晶SiO2纳米线阵列。这些纳米线具有高度取向性,直径分布均匀,平均约8nm,长度大于300μm。研究发现,载气的湿度对非晶SiO2纳米线阵列的生长有重大影响,提出了一种可能的生长模型,以解释这一与传统的VLS机制不同的生长过程。对样品的光致荧光(PL)谱的测量表明,非晶SiO2纳米线阵列在蓝光波段附近存在两个很强且稳定的发射峰,它们直接与样品中的缺陷和空位有关。首次发现了一个稳定的PL峰,存在于红外波段,作为光源,非晶SiO2纳米线阵列可能会在纳米光电子器件中得到应用。由于SiO2是传统的光纤材料,单根SiO2纳米线也有希望应用于近场光学扫描显微镜(SNOM)之中。