在6H-SiC衬底上用低压MOVPE法生长AlN和GaN的过程中用(AlN/GaN)多层缓冲层来控制残余应力

人们已提出用BAlGaN四元系材料制备紫外光谱区的光发射器件.GaN和AlN二元系是这种四元材料在器件应用中的基础材料.6H-SiC衬底在氮化物生长中因其晶格失配小是一大优势,而且SiC衬底的热膨胀系数也和AlN的很接近.然而,对于AlN外延层来说,需要控制其中的残余应力,因为在SiC衬底上直接生长的AlN外延层中存在着因晶格失配所产生的压缩应力.另一方面,在SiC衬底上直接生长的GaN外延层中存在着拉伸应力.这种拉伸应力起源于GaN比衬底有着更大的热膨胀系数.本文讨论了在6H-SiC衬底上生长的氮化物外延层中残余应力的类型、数量及控制.为此目的,提出了在6H-SiC衬底上,无论是生长AlN,还是生长GaN,都可以采用(GaN/AlN)多层缓冲层的办法,作为控制残余应力的有效方法.我们还讨论了AlN和GaN外延层的结晶质量和残余应力间的关系.     

Effects of SiNx on two-dimensional electron gas and current collapse of A1GaN/GaN high electron mobility transistors

SiNx is commonly used as a passivation material for AlGaN/GaN high electron mobility transistors (HEMTs). In this paper, the effects of SiN x passivation film on both two-dimensional electron gas characteristics and current collapse of AlGaN/GaN HEMTs are investigated. The SiNx films are deposited by high- and low-frequency plasma-enhanced chemical vapour deposition, and they display different strains on the AlGaN/GaN heterostructure, which can explain the experiment results.     

Effect of high temperature band gap of GaN annealing on strain and nanoparticles

<正>Black-coloured GaN nanoparticles with an average grain size of 50 nm have been obtained by annealing GaN nanoparticles under flowing nitrogen at 1200℃for 30 min.XRD measurement result indicates an increase in the lattice parameter of the GaN nanoparticles annealed at 1200℃,and HRTEM image shows that the increase cannot be ascribed to other ions in the interstitial positions.If the as-synthesised GaN nanoparticles at 950℃are regarded as standard,the thermal expansion changes nonlinearly with temperature and is anisotropic;the expansion below 1000℃is smaller than that above 1000℃.This study provides an experimental demonstration for selecting the proper annealing temperature of GaN.In addition,a large blueshift in optical bandgap of the annealed GaN nanoparticles at 1200℃is observed,which can be ascribed to the dominant transitions from the C（Γ₇） with the peak energy at 3.532 eV.     

不同温度下二氧化硅纳米管的结构和振动性质的分子动力学模拟

采用三种势能模型, 利用分子动力学模拟研究了在300～1600 K内4、6和8元环的二氧化硅纳米管. 结果表明,三种纳米管的末端环的稳定性随温度的升高而降低. 通过振动态密度考察了二氧化硅纳米管的有效振动特性. 以及不同温度下二氧化硅纳米管的红外光谱.     

基于X射线衍射的GaN薄膜厚度的精确测量

结合Williamson-Hall plot方法和线型分析方法的优点,提出了一种有效分离有限晶粒尺寸和非均匀应力等X射线衍射展宽效应的方法,可以用于GaN外延层厚度等参数的快速精确测量.用该方法对一系列在蓝宝石衬底上生长的厚度在0.7—4.2μm的GaN外延膜进行了测量,并与椭圆偏振光谱法测量结果进行了比较,结果表明其差别<4%,反应了这种方法的准确性. 关键词： GaN薄膜 厚度测量 X射线衍射     

m面GaN平面内结构和光学各向异性研究

采用金属有机物化学气相淀积方法在铝酸锂LiAlO₂衬底上外延生长m面GaN薄膜.X射线衍射测量的结果表明所得薄膜具有较理想的m面晶体取向,并对其各向异性的应变进行了计算,摇摆曲线的测量发现样品存在明显的面内结构各向异性.采用偏振光致发光研究材料的面内光学各向异性,发现随着偏振角度的改变,发光峰的峰位和强度均有明显变化,并用对称性破缺导致价带子带劈裂的理论对结果进行了解释. 关键词： m面GaN 结构各向异性 偏振光致发光     

卟啉敏化的钛酸盐纳米管的可见光催化活性

制备了四碘化5,10,15,20-四(对-N,N,N三甲基苯胺基)卟啉敏化的钛酸盐纳米管(TAPPI-TNTs),并利用甲基橙(MO)作为模型污染物考察了其可见光催化活性。结果表明,TAPPI-TNTs是一个高效的可见光催化剂,在其催化作用下,可见光照射1 h后,甲基橙的降解率为89%。与此相反,纯钛酸盐纳米管并不具有可见光催化活性。此外,TAPPI-TNTs的稳定性较高,可以多次循环使用,在第五次循环中,甲基橙的降解率仍可达到50%以上。这可能是由于带正电荷的卟啉与带负电荷的钛酸盐纳米管之间存在着较强的静电吸引作用,卟啉紧密地吸附在钛酸盐纳米管上,导致卟啉的光激发电子易于向钛酸盐纳米管转移,从而使钛酸盐纳米管得到了有效敏化。     

量子阱渐变层材料及结构对GaN基LED性能的影响

In组分渐变InGaN/GaN量子阱结构可以有效解决晶格失配所带来的LED发光效率降低的问题。采用Silvaco软件建立了In组分渐变量子阱结构数值计算模型,研究了量子阱中渐变层In组分及渐变层厚度对极化电荷密度、载流子浓度及LED功率谱密度的影响。研究结果表明：随着渐变层中In组分的增加,载流子浓度以及极化电荷密度都在增大,但极化电荷密度增幅较小,峰值功率谱密度随着In组分增加的增长幅度逐渐减小;功率谱密度随着渐变层顶层厚度的增加先增大后减小,渐变层非顶层厚度不均匀时的功率谱密度比均匀时的功率谱密度小。