镍纳米岛模板制备氮化镓纳米柱研究

Uniform GaN nanopillar arrays have been successfully fabricated by inductively coupled plasma etching using self-organized nickel nano-islands as the masks on GaN/sapphire. GaN nanopillars with diameters of 350 nm and densities of 2.6 × 10^8 cm^-2 were demonstrated and controlled by the thickness of Ni film and the NH3 annealing time. These GaN nanopillars show improved optical properties and strain change compared to that of GaN film before ICP etching. Such structures with large-area uniformity and high density could provide additional advantages for light emission of light-emitting diodes, quality improvement of ELO regrowth, etc.     

磁响应Fe_3O_4@PS胶体光子晶体的制备及性能研究

本文首先通过共沉淀法制备油酸修饰的磁性Fe_3O_4纳米粒子,并将其均匀分散于正辛烷中得到磁流体,然后利用一步细乳液聚合法合成了单分散Fe_3O_4@PS磁性微球。扫描电镜分析结果表明,Fe_3O_4的粒径在13nm左右,所形成的Fe_3O_4@PS微球的粒径在120~150nm左右;VSM测试结果显示所合成的Fe_3O_4@PS微球具有超顺磁性,其饱和磁化强度约为25emu/g;Fe_3O_4@PS微球表面携带明显的负电荷,其表面Zeta电势为-60mV。反射光谱测试结果表明,Fe_3O_4@PS分散于水中形成的胶体溶液在磁场作用下呈现出明亮的结构色,具有明显的带隙特征;随着磁场强度的变化,反射峰波长可在450~650nm进行调谐。     

阴极荧光联合分析系统在Ⅲ族氮化物研究中的应用

利用高性能阴极荧光(CL)联合分析系统对几类典型的Ⅲ族氮化物材料进行测试分析.在光谱研究中,利用CL紫外町见光谱系统,对c面蓝宝石衬底上生长的AlxGa1-xN薄膜进行阴极荧光单色谱测试分析,揭示了CL的激发强度与发光带之间的变化关系.进一步研究了掺Mg的Al0.5Ga0.5N薄膜的带边和杂质能级发光机理.利用CL近红外光谱系统对InN薄膜的阴极发光特性进行了研究,验证了InN实际光学带边E8在0.77eV附近.利用微区分析(CL mapping)系统,可在紫外波段确切地给出材料不同波长的荧光发光区这一特点,对HVPE生长的自支撑GaN衬底进行了SEM和CL微区的对比分析,研究了GaN的位错类型和分布.     

Synthesis of [100] Wurtzite InN Nanowires and [011] Zinc-Blende InN Nanorods

One-dimensional wurtzite InN nanowires and zincblende InN nanorods are prepared by chemical vapour deposition （CVD） method on natural cleavage plane （110） of GaAs. The growth direction of InN nanowires is [100], with wurtzite structure. The stable crystal structure of InN is wurtzite （w-InN）, zincblende structure （z-InN） is only reported for 2D InN crystals before. However, in this work, the zincblende InN nanorods [011] are synthesized and characterized. The SEM and TEM images show that every nanorod shapes a conical tip, which can be explained by the anisotropy of growth process and the theory of Ehrlich Schwoebel barrier.     

Structural and Optical Properties of Nonpolar m-Plane GaN and GaN-Based LEDs on γ-LiAlO_2

We report the structural and optical properties of nonpolar m-plane GaN and GaN-based LEDs grown by MOCVD on a 7-LiAlO2 （100） substrate. The TMGa, TMIn and NH3 are used as sources of Ga, In and N, respectively. The structural and surface properties of the epilayers are characterized by x-ray diffraction, polarized Raman scattering and atomic force microscopy （AFM）. The films have a very smooth surface with rms roughness as low as 2nm for an area of 10×10μm^2 by AFM scan area. The XRD spectra show that the materials grown on 7-LiAl02 （100） have （1 - 100） m-plane orientation. The EL spectra of the m-plane InGaN/GaN multiple quantum wells LEDs are shown. This demonstrates that our nonpolar LED structure grown on the 7-LiAlO2 substrate is indeed free of internal electric field. The current voltage characteristics of these LEDs show the rectifying behaviour with a turn on voltage of 1-3 V.     

Mg掺杂的AlGaN的MOCVD生长

文章主要研究利用金属有机物化学汽相沉积（MOCVD）方法制备的Mg掺杂AlGaN薄膜。根据Raman光谱对Mg掺杂AlGaN薄膜应力和X射线摇摆曲线对晶体质量的研究表明引入高温AlN插入层能有效调节应力，并提高薄膜质量，降低位错密度。实验发现在保持Mg掺杂量不变的情况下，随着Al组分的上升，材料中出现大量岛状晶核，粗糙度变大，晶体质量下降，由三维生长向二维生长的转变更加困难。同时研究发现Al组分的上升和Mg掺杂量的增加都会使得螺位错密度上升；Mg的掺杂对于刃位错有显著影响，而Al组分的上升对刃位错无明显影响。经过退火温度对空穴浓度影响的研究，发现对于P型Al0.1Ga0.9N样品，900℃为比较理想的退火温度。     

GaN电感耦合等离子体刻蚀的优化和损伤分析

通过分别改变电感耦合等离子体(ICP)刻蚀过程中的ICP功率和DC偏压,对ICP刻蚀GaN材料的工艺条件和损伤情况进行了系统的研究。刻蚀后表面的损伤和形貌通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、电子能谱(EDS)、荧光光谱(PL)等技术进行表征和分析。实验结果表明,刻蚀速率随ICP功率和DC偏压的增加而增加;刻蚀损伤与DC偏压成正比,而与ICP功率的关系较为复杂。实验中观测到刻蚀后GaN样品的荧光光谱带边发射峰和黄带发射峰的强度均有明显下降,这意味着刻蚀产生的缺陷中存在非辐射复合中心,并且该非辐射复合中心的密度与DC偏压成正比。为了兼顾高刻蚀速率和低刻蚀损伤,建议使用高ICP功率(450 W)和低DC偏压(300 V)进行ICP刻蚀。     

退火温度对纳米ZnO薄膜结构与发光特性的影响

利用溶胶鄄凝胶法在硅衬底上制备了纳米ZnO薄膜。研究了热处理对ZnO薄膜的质量与发光性能的影响。结果表明,纳米ZnO薄膜具有六方纤锌矿结构,并且,随着退火温度的升高,ZnO的晶粒变大,c轴取向性变好,紫外发光强度增强。     

GaN缓冲层对生长InN薄膜的影响

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长六方相InN薄膜,利用氮化镓(GaN)缓冲层技术制备了高质量薄膜,得到了其能带带隙0.7eV附近对应的光致发光光谱(PL).通过比较未采用缓冲层,同时采用低温和高温GaN缓冲层,以及低温GaN缓冲层结合高温退火三种生长过程,发现低温GaN缓冲层结合高温退火过程能够得到更优表面形貌和晶体质量的InN薄膜,同时表征了材料的电学性质和光学性质.通过对InN薄膜生长模式的讨论,解释了薄膜表面形貌和晶体结构的差异.     

Si1-x Gex:C缓冲层的生长温度对Ge薄膜外延生长的影响

用化学气相淀积方法,在Si(100)衬底上生长Si1-x Gex:C合金作为缓冲层、继而外延生长了Ge晶体薄膜,用X射线衍射(XRD)、俄歇电子能谱(AES)、拉曼(Raman)衍射光谱等对所得到的样品进行了表征测量,着重研究了Si1-x Gex:C缓冲层生长温度对样品结构特征的影响.结果表明:Si1-x Gex:C缓冲层中的Ge原子浓度沿表面至衬底方向逐渐降低,其平均组分随着生长温度的升高而降低.这与较高生长温度(760～820℃)所导致的原子扩散效应相关;在Si1-x Gex:C缓冲层上外延生长的Ge薄膜具有单一的晶体取向,薄膜的晶体质量随着温度的升高而降低.