引入n型InGaN/GaN超晶格层提高量子阱特性研究

利用金属有机物化学气相淀积技术在蓝宝石衬底上生长了InGaN/GaN量子阱结构. 研究了引入n型InGaN薄层或InGaN/GaN超晶格层的量子阱特性,结果表明通过引入n型InGaN薄层或InGaN/GaN超晶格层缓解了量子阱有源区中的应力,改善了多量子阱表面形貌,减少了V型缺陷密度,而且提高了多量子阱的光致发光强度,从而也改进了LED的发光效率. 关键词： InGaN/GaN多量子阱 原子力显微镜 X射线双晶衍射 光致发光     

不同退火条件对纳米多孔氧化铝薄膜光致发光的影响

以草酸为电解液,采用二次阳极氧化法制备出了纳米多孔氧化铝薄膜,经不同退火温度和退火气氛处理氧化铝薄膜后,通过分析其光致发光光谱得出：相同的退火气氛中, 退火温度T≤600 ℃ 时,T=500 ℃具有最大的光致发光强度;退火温度T≥700 ℃时,随着退火温度的升高,样品的发光强度增大。在不同的退火气氛中,多孔氧化铝薄膜随着退火温度的升高,发光峰位改变不同,即在空气中退火处理后,随着退火温度的升高,发光峰位蓝移,而在真空中退火处理后,发光峰位并不随退火温度的升高而变化;通过对1 100 ℃高温退火处理后的氧化铝薄膜的光致发光曲线的高斯拟合,可以看出,经退火处理后的多孔氧化铝,主要存在三个发光中心,发光曲线在350～600 nm范围内对应三个发射峰, 发射波长分别为387,410,439 nm。相同的退火温度下,空气中退火得到的氧化铝薄膜的光致发光强度大于真空中退火处理后的氧化铝薄膜。基于实验结果,结合X射线色散能谱(EDS)、红外反射光谱等表征手段,探讨了多孔氧化铝薄膜的发光机制,并对经过不同退火条件得到的多孔氧化铝薄膜的光致发光特性的改变做出了合理的解释。     

快速热退火和氢等离子体处理对富硅氧化硅薄膜微结构与发光的影响

采用microRaman散射、傅里叶变换红外吸收谱和光致发光谱研究了快速热退火及氢等离子体处理对等离子体增强化学气相沉积法200℃衬底温度下生长的富硅氧化硅(SRSO)薄膜微结构和发光的影响.研究发现,在300—600℃范围内退火,SRSO薄膜中非晶硅和SiOx∶H两相之间的相分离程度随退火温度升高趋于减小;而在600—900℃范围内退火,其相分离程度随退火温度升高又趋于增大;同时发现SRSO薄膜发光先是随退火温度的升高显著加强,然后在退火温度达到和超过600℃后迅速减弱;发光峰位在300℃退火后蓝移,此后随退火温度升高逐渐红移.对不同温度退火后的薄膜进行氢等离子体处理,发光强度不同程度有所增强,发光峰位有所移动,但不同温度退火样品发光增强的幅度和峰位移动的趋势不同.分析认为退火能够引起薄膜中非晶硅颗粒尺度、颗粒表面结构状态以及氢的存在和分布等方面的变化.结果表明不仅颗粒的尺度大小,而且颗粒表面的结构状态都对非晶硅颗粒能带结构和光生载流子复合机理发挥重要影响 关键词： 富硅氧化硅 微结构 发光 快速热退火     

厚度对MOCVD生长InN薄膜位错特性与光电性质的影响

研究了金属有机物化学气相沉积法制备的不同厚度InN薄膜的位错特性与光电性质.基于马赛克微晶模型,通过X射线衍射非对称面摇摆曲线测量,拟合出样品刃型位错密度分别为4.2×10¹⁰cm^-2和6.3×10¹⁰cm^-2,并发现样品的微晶扭转角与位错密度随薄膜厚度增加而减小.通过室温霍尔效应测量得到样品载流子浓度分别为9×10¹⁸cm^-3和1.2×10¹⁸cm关键词： 氮化铟 位错 载流子起源 局域态     

磁控溅射淀积掺Er富Si氧化硅膜中Er3+ 1.54μm光致发光

用磁控溅射淀积不同富Si程度的掺Er富Si氧化硅薄膜.室温下测量其光致发光谱,观察到各谱中都含有1.54和1.38μm两个发光峰,其中1.54和1.38μm的光致发光峰分别来自Er³⁺和氧化硅中某种缺陷.系统研究了Er³⁺1.54μm光致发光峰强度对富Si程度及退火温度的依赖关系.还发现1.54μm发光峰强度与1.38μm发光峰强度相互关联,对此进行了讨论 关键词： Er 富Si氧化硅 光致发光 纳米硅     

内电场对纳米硅光致发光谱的影响

从量子限制发光中心模型出发，计算了纳米硅的光致发光（PL）特征与发光中心间的关系. 研究发现，纳米硅与发光中心间的内电场对载流子复合率及峰位振荡有着十分重要的影响. 在2—5 nm的尺寸范围内，纳米硅发光中心上的载流子复合概率远大于内部复合概率，仅需考虑发光中心上的载流子复合发光. 还发现发光中心与纳米硅粒子间的内电场对于纳米硅的发光峰位振荡有着显著的影响.发光中心与纳米硅粒子间的内电场的存在会显著减小纳米硅粒子的内部发光效率以及外部相应发光中心上的发光强度，使得纳米硅PL谱的峰位随纳米晶粒尺寸变化而发生 关键词： 内电场 纳米硅 光致发光 量子限制发光中心     

高空穴浓度Mg掺杂InGaN外延材料性能的研究

采用金属有机物化学气相沉积方法生长得到具有不同Mg掺杂浓度In_xGa_1-xN (0≤x≤0.3)外延材料样品. 对样品的电学特性和光学特性进行了系统的研究. 研究发现：在固定Mg掺杂浓度下，随In组分的提高，样品空穴浓度显著提高,最高达2.4×10¹⁹cm^-3,Mg的活化效率提高了近两个数量级；通过对Mg掺杂InGaN(InGaN：Mg)样品的光致发光(PL)谱的分析，解释了InGaN：Mg样品的载流子跃迁机理，并确定了样品中Mg受主激活能和深施主能级的位置. 关键词： Mg掺杂InGaN 高空穴浓度 光致发光 金属有机物化学气相沉积     

p型氮化镓的低温生长及发光二极管器件的研究

采用金属有机物化学气相淀积技术(MOCVD)在蓝宝石衬底上低温(870—980℃)生长p型氮化镓 (p-GaN).用Hall测试仪测量材料的电学性能，发现当温度低于900℃时，材料的电阻率较高 ；在900—980℃均可获得导电性能良好的p-GaN.另外，电导性能除与掺杂浓度有关，还与p- GaN生长条件有关，氮镓摩尔比过低导电性能就较差，过高则会引起表面粗糙.采用优化后的 p-GaN制作了绿光发光二极管器件，发现生长温度越低器件发光强度越高，反向电压也越高 ，但正向电压只是略有升高. 关键词： Ⅲ-Ⅴ族半导体 氮化镓 发光二极管 金属有机物化学气相淀积     

MOCVD法生长Ga、P掺杂的ZnO薄膜

采用金属有机化学气相沉积法在蓝宝石衬底上制备Ga、P掺杂的ZnO薄膜,分别采用X射线衍射、扫描电子显微镜、霍尔效应测试、光致发光谱对样品进行表征。通过Ga、P掺杂分别得到n、p型ZnO薄膜,n型ZnO薄膜的载流子浓度可以达到1×1019cm-3,p型ZnO薄膜的载流子浓度达到1.66×1016cm-3。所制备的ZnO薄膜具有c轴择优生长取向,并且p型ZnO薄膜具有较好的光致发光特性。     

Si基GaN外延层光致发光光谱与二次离子质谱的研究

报道了在Si基上用简便的真空反应法制备出GaN外延层．光致发光光谱测试结果表明不同的生长温度和退火工艺会对GaN外延层的发光特性产生影响,在1050℃下生长的GaN外延层的发光强度高于其他温度下生长的发光强度,退火可以使GaN外延层的发光强度增强．二次离子质谱(SIMS)测试结果表明外延层中Ga和N分布均匀,在表面处Ga发生了偏聚,同时外延层中还存在Si,O等杂质,这使得外延层中背景电子浓度高达1.7×10¹⁸/cm³. SIMS测试结果还表明,在外延生长前采用 关键词：     

利用MOCVD技术生长As掺杂的p-ZnMgO薄膜

利用GaAs夹层掺杂的新方法,采用金属有机化学气相沉积(MOVCD)技术,通过控制生长温度,在蓝宝石衬底上成功制备出As掺杂的p型ZnMgO薄膜.利用X射线衍射分析(XRD)、霍尔效应测试和光致发光(PL)谱等表征方法对薄膜的晶体结构、电学性能和光学特性进行分析.结果表明:高温生长的ZnMgO薄膜具有良好的c轴取向性;...     

Evaluation of bandgap energy and carrier density of InN nanocolumns

We have measured the optical properties of wurtzite InN nanocolumns and film by photoluminescence (PL) measurements at temperatures from 5 to 300 K and analyzed the PL spectra by fitting with the free-electron recombination bound (FERB) model. For the top-linked InN nanocolumns, we observed strong PL intensity compared to the InN film sample. The PL spectra were asymmetrical with low-energy tails and a red-shift of the PL peak energy position was observed with increasing temperature. However, for the separated InN nanocolumns, we observed weak PL intensity and symmetrical PL spectra. Analyzing the spectra shape of the top-linked InN nanocolumns at 5 K using the FERB model, we evaluated the intrinsic bandgap energy and carrier density of InN nanocolumns to be 0.69 eV and 2.5×10¹⁷ cm⁻³, respectively.     

MOCVD法制备Cu掺杂ZnO薄膜

通过金属有机物化学气相沉积(MOCVD)设备,在c-Al2 03衬底上生长本征和Cu掺杂ZnO( ZnO∶ Cu)薄膜.X射线衍射(XRD)谱观察到未掺杂的ZnO和ZnO∶ Cu样品都呈现出较好的c轴择优取向生长.X射线光电子能谱(XPS)表明Cu已掺入到ZnO薄膜中.利用光致发光(PL)测试对本征ZnO和ZnO∶ C...     

衬底温度对ZnO薄膜的结构和光学特性的影响

利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)设备在蓝宝石衬底上通过改变生长温度,制备了不同的ZnO样品.研究了衬底温度对ZnO的结构、光学和电学性质的影响.样品的晶体结构利用X射线衍射谱进行表征.X射线衍射谱表明,所有的ZnO样品都是(002)取向的六角纤锌矿结构.随着生长温度的升高,X射线的(002)衍射峰的半峰全宽逐渐...     

基于分子束外延生长的1.05 eV InGaAsP的超快光学特性研究

利用分子束外延方法制备了应用于四结光伏电池的1.05 eV InGaAsP薄膜, 并对其超快光学特性进行了研究. 温度和激发功率有关的发光特性表明: InGaAsP材料以自由激子发光为主. 室温下InGaAsP材料的载流子发光弛豫时间达到10.4 ns, 且随激发功率增大而增大. 发光弛豫时间随温度升高呈现S形变化, 在低于50 K时随温度升高而增大, 在50–150 K之间时减小, 而温度高于150 K时再次增大. 基于载流子弛豫动力学, 分析并解释了温度及非辐射复合中心浓度对样品材料载流子发光弛豫时间S形变化的影响.     

Recombination mechanism of photoluminescence in InN epilayers

We report an investigation of the recombination mechanism for photoluminescence (PL) in InN epilayers grown by molecular beam epitaxy and metal-organic chemical vapor deposition with a wide range of free electron concentrations from 3.5×10¹⁷-5×10¹⁹ cm⁻³. We found that the PL spectra are strongly blueshifted with increasing excitation intensity. For all the samples studied, the exponent of the relationship between the integrated PL intensity and the excitation intensity is very close to unity and independent of the temperature. By assuming Gaussian fluctuations of the random impurity potential, calculation based on the ‘free-to-bound’ recombination model can be used to interpret our results very well and it correctly reproduces the development of the total PL peak shift as a function of carrier concentration. It is concluded that the PL transition mechanism in InN epifilms can be characterized as the recombination of free electrons in the conduction band to nonequilibrium holes in the valence band tail.     

单层与双层WSe2纳米片层的光致发光

采用气相沉积法制备了WSe₂二维纳米材料,对其低温光致发光谱进行了研究。结果表明：随着WSe₂层数的增加,其光致发光强度单调下降;当WSe₂层数从单层增加为双层时,其发光强度急剧下降,表明其能带结构已从直接带隙转变为间接带隙。进一步研究了双层WSe₂的变温光致发光谱,发现随着温度的升高,双层WSe₂发光峰中A峰峰位的变化基本符合半导体带隙的温度变化规律,而I峰峰位红移与温度基本成线性关系,表明双层WSe₂同时存在间接和直接跃迁,且直接跃迁和间接跃迁特性不同。     

Effect of carrier concentration of InN on the transport behavior of InN/GaN heterostructure based Schottky junctions

We present the study involving the dependence of carrier concentration of InN films, grown on GaN templates using the plasma assisted molecular beam epitaxy system, on growth temperature. The influence of InN carrier concentration on the electrical transport behavior of InN/GaN heterostructure based Schottky junctions is also discussed. The optical absorption edge of InN film was found to be strongly dependent on carrier concentration, and was described by Kane's k.p model, with non-parabolic dispersion relation for carrier in the conduction band. The position of the Fermi-level in InN films was modulated by the carrier concentration in the InN films. The barrier height of the heterojunctions as estimated from I–V characteristic was also found to be dependent on the carrier concentration of InN.     

Carrier localization in InN epilayers grown on Si substrates

The carrier localization in InN epilayers grown on Si(111) was studied using time-resolved photoluminescence (PL). The emission energy dependence and temperature dependence of the PL decay times revealed that carrier localization plays an important role in the recombination of this material system. A model based on the transition between free electrons in the conduction band and localized holes in the deeper tail states explains the carrier localization of InN epilayers. We suggest that the carrier localization in InN can be accounted for by the potential fluctuation caused by the random impurities.     

MOCVD生长的GaN单晶膜的蓝带发光研究

对实验室用ＭＯＣＶＤ方法生长的未掺杂ＧａＮ单晶膜的发光性能进行了研究。结果表明：在室温时未掺杂ＧａＮ单晶出现的能量为２．９ｅＶ左右蓝带发光与被偿度有较强的依赖关系。高补偿ＧａＮ的蓝带发射强,低补偿ＧａＮ的蓝带发射弱。对蓝带发光机理进行了探讨,认为蓝 导带电子过至受主能级的发光（ｅＡ发光）。观察到降低ＧａＮ补偿度能提高ＧａＮ带边发射强度。