InGaN量子点的诱导生长和发光特性研究

降低InGaN的维数是提高GaN基发光器件发光效率的一种非常有效的方法，本文的工作主要集中在高密度InGaN量子点的生长和分析上。在MOCVD设备上，经过钝化和低温两个特殊工艺条件，在高温CaN表面生长了一层低温岛状GaN．形成表面形貌的起伏，进而导致表面应力的不均匀分布。在这一层低温岛状GaN的诱导性作用下生长并形成InGaN量子点。通过原子力显微镜、透射电子显微镜和光致发光谱对其徽观形貌和光学性质进行了观察和研究。从原子力显微镜以及透射电子显微镜观察得到的结果表明：InGaN量子点为平均直径约30nm、高度约25nm、分布较均匀的圆锥，其密度约10^11cm^-2。室温下，InGaN量子点材料的PL谱强度大大超出相同条件生长的InGaN薄膜材料。这些现象表明，用InGaN量子点代替普通InGaN薄膜．有望获得发光效率更高的GaN基发光器件。     

钝化低温法生长多层InGaN量子点的结构和光学特性

采用一种新方法生长多层InGaN/GaN量子点,研究所生长样品的结构和光学特性。该方法采用了低温生长和钝化工艺,所以称之为钝化低温法。第一层InGaN量子点的尺寸平均宽度40nm,高度15nm,量子点密度为6.3×10¹⁰/cm²。随着层数的增加,量子点的尺寸也逐渐增大。在样品的PL谱测试中,观察到在In(Ga)As材料系中普遍观察到的量子点发光的温度特性---超长红移现象。它们的光学特性表明:采用钝化低温法生长的纳米结构中存在零维量子限制效应。     

GaN的声表面波特性研究

采用金属有机物化学气相外延方法在(0001)面蓝宝石上生长了高质量、高阻的未掺杂(0001)面GaN薄膜。为精确测量GaN薄膜材料的声表面波特性，在GaN薄膜表面上沉积了金属叉指换能器，叉指换能器采用等叉指结构，叉指的数目为40对，叉指间距为15μm。采用脉冲法测量了声表面波在自由表面和金属表面上的速度，并通过计算得到了机电耦合系数(κ^2)。所测量的声表面波速度（ν)为5667m／s，机电耦合系数(κ^2)为1．9％。     

R面、C面蓝宝石上生长的InGaN多层量子点的发光性质研究

采用表面钝化和MOCVD低温生长在蓝宝石(0001)面(即C面)和蓝宝石(1102)面(即R面)上形成了InGaN量子点,并构成了该量子点的多层结构.原子力显微镜测试的结果表明单层InGaN量子点平均宽约40nm,高约15nm;而多层量子点上层的量子点则比单层的InGaN量子点大.R面蓝宝石衬底上生长的InGaN量子点和C面蓝宝石衬底上生长的InGaN量子点相比,其PL谱不仅强度高,而且没有多峰结构.这是由于在C面蓝宝石衬底上生长的InGaN/GaN多层量子点沿生长方向[0001]存在较强的内建电场,而在R面蓝宝石衬底上得到的多层量子点沿着生长方向[1120]没有内建电场.InGaN量子点变温光致发光(PL)谱研究发现量子点相关的峰有快速红移现象,这是量子点系统所特有的PL谱特征.用在R面蓝宝石上生长的InGaN量子点作有源层有望避免内建电场的影响,得到高量子效率且发光波长稳定的发光器件.     

高能离子注入聚合物薄膜耐磨机理研究

聚酰亚胺 (Kapton)薄膜在经过 1MeV、1 5MeV、2MeV的He+离子注入后 ,表面硬度和耐磨性能发生了很大的变化 ,测试结果表明随着注入He+离子能量的提高 ,薄膜的表面硬度随之增大 ,且均大于未注入的样品 ;样品最佳耐磨性能并不出现在最高注入能量下 ,而是在一中等能量下获得 .通过X 射线光电子能谱(XPS)实验得出注入He+离子后的薄膜表面层中O、N原子含量降低 ,形成以苯环为主的三维立体网状结构