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。     

InP的MOVPE生长

我们利用自制的常压MOVPE设备和国产的三甲基钢以及进口的磷烷生长了InP外延材料,其77K迂移率为65300cm²/V·s,据我们所知这是国内迄今为止用各种方法获得的InP薄膜的最大低温迁移率值。     

在GaN生长初期形貌发展的观察

报道了对GaN在生长初期形貌发展的观察和形貌的高度分布演化.形貌观察发现GaN外延层由分离的岛转化为连续的膜,形貌的发展显示GaN经历了横向生长的阶段.利用原子力显微镜有数字化记录的特点,从形貌的观察中也得到了外延层高度分布,发现高度分布可用单峰或多峰高斯分布拟合.通过与形貌特征的对比,发现宽而且不对称的分布对应着岛状的外延层形貌,可以用多峰高斯分布拟和;窄而且对称的分布则对应着比较连续的膜,可以用单峰高斯分布拟和.     

三甲基镓流量对GaN外延层和GaN缓冲层生长的影响

采用金属有机物气相外延法在蓝宝石衬底上生长了以GaN为缓冲层的GaN薄膜.研究了不同三甲基镓流量下所生长缓冲层对GaN外延层质量的影响.对样品采用X线双晶衍射法测试其结晶质量,光致发光法测试其光学特性.实验结果显示高三甲基镓流量下生长的缓冲层可以提高GaN外延层的质量.对缓冲层进行的原子力显微镜测试分析表明不同三甲基镓流量会显著地影响缓冲层的生长模式.根据试验结果构造了一个GaN缓冲层的生长模型.     

氮化镓/蓝宝石异质结构中极性的研究

用低压金属有机气相外延方法设备在蓝宝石衬底两个相反取向的C面上同时生长六方相氮化镓薄膜,对此进行了扫描电子显微镜、透射电子显微镜的分析和研究.发现当衬底表面是向籽晶面时,生长的六方相氮化镓薄膜为(0001)取向,而当衬底表面是背籽晶面时,生长的氮化镓薄膜则为(0001)取向.