The etching of a-plane GaN epilayers grown metal-organic chemical vapour deposition

Morphology of nonpolar （1120） a-plane GaN epilayers on r-plane （1102） sapphire substrate grown by low-pressure metal-organic vapour deposition was investigated after KOH solution etching. Many micron- and nano-meter columns on the a-plane GaN surface were observed by scanning electron microscopy. An etching mechanism model is proposed to interpret the origin of the peculiar etching morphology. The basal stacking fault in the a-plane GaN plays a very important role in the etching process.     

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利用往返式朗缪尔探针组在HL-2A装置等离子体边缘首次同时观测到明显的低频(ƒ=0~5kHz)和测地声模(ƒ=16kHz)带状流的极向和环向对称性(m~0,n~0),径向结构及其传播特征。并同时推算出流的径向波矢(Kr-LF=0.6 cm-1,Kr-GAM=2cm-1)。双谱分析的结果表明低频和测地声模带状流的形成可能都是由于高频湍流和这种流之间的非线性三波耦合引起的。初步研究了电子回旋加热功率和边界安全因子引起带状流幅度的变化。此外,也观测了带状流幅度在径向方向的改变。     

Characterization of Thick GaN Films Directly Grown on Wet-Etching Patterned Sapphire by HVPE

Thick GaN films of high quality are directly grown on wet-etching patterned sapphire in a vertical hydride vapour phase epitaxy reactor. The optical and structural properties of GaN films are studied using scanning electronic microscopy and cathodoluminescence. Test results show that initial growth of hydride vapour phase epitaxy GaN occurs not only on the mesas but also on the two asymmetric sidewalls of the V-shaped grooves without selectivity. After the two-step coalescence near the interface, the GaN films near the surface keep on growing along the direction perpendicular to the long sidewall. Based on Raman results, GaN of the coalescence region in the grooves has the maximum residual stress and poor crystalline quality over the whole GaN film, and the coalescence process can release the stress. Therefore, stress-free thick GaN films are prepared with smooth and crack-free surfaces by this particular growth mode on wet-etching patterned sapphire substrates.     

对硅片上自组装生长的Pentacene薄膜生长机制及其结晶相态的研究

采用热蒸发的方法在硅片衬底上自组装生长的Pentacene薄膜,薄膜在80℃温度下经2 h恒温真空热处理,通过原子力显微镜(AFM)对Pentacene薄膜表面形貌及其生长机制进行研究.结果得到,在硅片上生长的Pentacene薄膜足以台阶岛状结构生长,其岛状直径约为100 nm.且Pentacene分子以垂直于衬底的方向生长,台阶岛状结构中每个台阶的平均高度约为1.54 nnl·s-1,与Pentacene分子的沿长轴方向的长度相近.从Pentacene薄膜的XRD图谱中可以看出,薄膜在形成的过程中会因条件的不同而形成不同的结晶相,分别为薄膜相和三斜体相,且薄膜的结晶相将随着薄膜厚度的增加向三斜体相转变,其临界厚度为80和150 nm,当薄膜大于150 nm时,薄膜的三斜体相占主导地位,而当Pentacene薄膜的厚度小于80 nm时,Pentacene薄膜呈薄膜相存在.     

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     

基于电容和电导特性分析GaN蓝光发光二极管老化机理

采用正向交流小信号方法测试和分析老化前后GaN发光二极管（LED）的电容-电压特性,结合串联电阻、理想因子、隧穿电流参数讨论负电容以及电导变化情况.基于L-V曲线定性分析老化前后负电容的阈值电压,老化之后样管的受主浓度降低,辐射复合概率下降,大量缺陷以及非辐射复合中心出现,对载流子俘获作用增强,造成负电容降低.反向偏压以及小正向偏压下,隧穿效应导致老化之后样管的电导增大;正向偏压大于2.2 V区域,考虑串联电阻效应,老化后样管电导减小.在分析LED电容-电压、光输出、电学特性曲线与老化机理基础上,通过实验论证以及理论解释表明,负电容以及电导特性可作为分析LED老化特性的参考依据. 关键词： GaN发光二极管 负电容 电导 老化机理     

高电荷态离子126Xeq+引起GaN表面形貌变化研究

用不同电荷态的126Xeq+离子(9≤q≤30)在室温下轰击GaN晶体表面,经原子力显微镜分析表明,当q>18,辐照区域由隆起转为显著的刻蚀.被轰击后的GaN晶体表面形貌主要取决于入射离子的电荷态.同时,样品表面形貌还与入射离子的剂量和入射角有关;在实验参数范围,与入射离子的初动能没有明显关系(180 keV≤Ek≤600 keV).当入射离子的电荷态q=18,与样品表面法线成60°角倾斜入射和垂直表面入射时,样品的表面几乎没有变化,只是倾斜入射后有很微小的隆起;当q＜18时,样品表面膨胀隆起,粗糙度增强,倾斜入射时表面隆起比垂直入射时更明显,而且都有清晰的峰状分界区;当q＞18时,样品表面被蚀刻呈凹陷状,有明显的齿状刻痕,且侵蚀深度与离子剂量近似呈线性关系,倾斜入射时的刻蚀深度大于垂直入射时的刻蚀深度.     

以弱p型为有源区的新型p-n结构GaN紫外探测器

提出了以弱p型（p^－-GaN）为有源区的p-n结构GaN紫外探测器.由于弱p型层的载流子浓度较低,很容易增加耗尽区的宽度,从而可以增加器件的量子效率.通过模拟计算,研究了金属与p^－-GaN层的肖特基接触势垒高度、p^－-GaN层厚度等参数对器件性能的影响.研究结果表明,降低金属与p^－-GaN层的接触势垒高度、适当减小p^－-GaN层厚度能够实现有源层方向单一的内建电场,从而提高器件的量子效率.要制备出 关键词： 弱p型GaN 紫外探测器 量子效率     

MOVPE 生长GaN薄膜的 光致黄带发光与激发光源的相关性

用四种不同光源作为激发光源,研究了蓝宝石衬底金属有机物汽相外延方法生长的氮化镓薄膜的光致发光特性。结果发现用连续光作为激发光源时,光致发光谱中除出现365 nm的带边发射峰外,同时观察到中心波长位于约550 nm 的较宽黄带发光;而用脉冲光作为激发光源时其发光光谱主要是365 nm附近的带边发光峰,未观察到黄带发光。氮化镓薄膜的光致发光特性依赖于所用的激发光源性质。     

穿透型V形坑对GaN基p-i-n结构紫外探测器反向漏电的影响

研究了GaN基p-i-n（p-AlGaN/i-GaN/n-GaN）结构紫外探测器的漏电机理．实验发现,在位错密度几乎相同的情况下,基于表面有较高密度的V形坑缺陷材料制备的器件表现出较高的反向漏电．进一步的SEM测试发现,这种V形坑穿透到有源区i-GaN、甚至n-GaN层．在制备p-AlGaN电极时,许多金属会落在V形坑中,从而与i-GaN形成了肖特基接触,有些甚至直接和n-GaN形成欧姆接触．正是由于并联的肖特基接触和欧姆接触的存在导致了漏电的增加． 关键词： GaN 紫外探测器 V形坑 反向漏电