GaN薄膜中位错缺陷演化的研究

发布时间：2022-11-04 21:35

　　氮化镓（GaN）薄膜在光电子领域具有广泛的应用,而位错缺陷对GaN基电子元器件的性能产生严重的影响,通过现有的方法生长的GaN薄膜中存在着高密度的位错等缺陷,因此研究GaN薄膜中位错缺陷的形核、演化等行为对于降低薄膜缺陷密度,提高薄膜质量,提升GaN基电子器件的性能具有重要的意义。分子动力学方法可以在原子层面对位错缺陷的形成和演化的机理做出细致的分析,是研究GaN薄膜中位错缺陷行为的有力工具。本文采用分子动力学模拟的方法对存在台阶结构的GaN薄膜进行了研究,分析了位错的形核及其演化的行为,并对影响位错形核的温度、台阶高度、表面极性以及台阶表面的各向异性等因素做了详细的研究,给出了在实际生产过程中提升GaN薄膜质量的相关理论指导。此外,本文对不同应力条件下GaN薄膜中刃型位错、螺型位错和空位结构的演化行为进行了分子动力学和静力学研究。分析了拉应力作用下单刃型位错和双刃型位错的演化情况,详细阐述了其发生位错增殖的过程,研究了相关因素对刃型位错演化的影响,并采用爬坡弹性带的方法分析了位错增殖的过程及其能量势垒的大小。分析了GaN薄膜螺型位错模型分别在拉应力、压应力和剪切应力状况下的演化情况,... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

纤锌矿GaN晶体结构，蓝色为Ga原子，红色为N原子

GaN薄膜样品的弱光束暗场横截面TEM图像，（a）显示的是a型和（a+c）型位错，

GaN中常见位错核心，前三者为刃型位错，位错大小和位错线方向为=1/3<110>，l=<0001>，后两者为螺型位错，位错大小和位错线方向为=<0001>，l=<0001>

【参考文献】：
期刊论文
[1]GaN基材料及其外延生长技术研究[J]. 刘一兵,黄新民,刘国华.  微纳电子技术. 2008(03)



本文编号：3701370