多孔GaN薄膜的制备与光学性能研究

将表面沉积有金纳米颗粒的GaN薄膜在H₂与N₂的混合气氛下进行高温退火，成功制备了多孔GaN薄膜。多孔GaN薄膜的表面形貌可通过退火温度、退火时间及金沉积时间等参数进行调控。利用高分辨X射线衍射(HRXRD)和拉曼光谱表征了不同GaN结构的晶体质量，与平面GaN薄膜相比，多孔GaN薄膜的位错密度和残余应力均有所降低，在退火温度为1 000℃时其位错密度最小，应力的释放程度较大。采用光致发光(PL)光谱表征了其光学性质，与平面GaN薄膜相比，多孔GaN薄膜的发光强度显著提高，这可归因于多孔结构的孔隙率增大，有效增加了光的散射能力。此外，通过电化学工作站测试了不同GaN结构的光电流密度，结果表明，具有更大比表面积的多孔GaN薄膜在作为工作电极时，光电流密度是平面GaN薄膜的2.67倍。本文通过高温刻蚀手段成功制备了多孔GaN薄膜，为GaN外延层晶体质量与光学性能的提升及在光电催化等领域中的应用提供了一定的理论指导。