异质外延GaN薄膜材料的光致荧光振荡现象研究

发布时间：2023-05-14 03:20

　　如今,与Si和Ge等传统半导体相比,直接带隙Ⅲ-Ⅴ族半导体材料在光电应用方面显出巨大的优势。自从Maruska等人成功研发了单晶薄膜GaN,现在它已成为Ⅲ-Ⅴ族半导体中最重要的光电子材料。GaN与In或A1结合(通过In,Al原子对GaN晶体中Ga原子的替换),可形成覆盖0.7-6.2eV的近紫外,可见光和近红外光谱。随着GaN基LED的商业化,进一步提高效率已成为该研究领域中最具吸引力的话题。GaN基LED的内量子效率低的主要原因是GaN外延层/衬底和InGaN势阱/GaN势垒之间的晶格失配。虽然AlN插入层或GaN缓冲层的引入能够有效缓解晶格失配问题,但是对界面的研究一直都是难题。所以,本文基于微腔模型,提出含有法布里-珀罗振荡的PL光谱的新拟合函数,对异质外延GaN薄膜材料的界面进行研究。从拟合函数中提取与界面相关的振荡系数,计算出振荡系数与界面反射率等式关系,通过椭偏技术进行验证,分离振荡光谱和原始PL曲线,从振荡光谱中分析振荡峰级和周期。此外,还通过拉曼光谱和时间分辨光谱对材料进行了应力与荧光寿命等的测量分析。论文的主要研究内容从以下几个方面进行,如:(1)采用传统的c面蓝宝...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 GaN的基本性质及前景
    1.3 GaN的生长技术
    1.4 GaN材料常用的器件结构和功能
    1.5 薄膜型GaN材料的表征手段
        1.5.1 椭圆偏振光谱基本原理
        1.5.2 拉曼散射光谱基本原理
        1.5.3 光致荧光光谱基本原理
        1.5.4 时间分辨光谱基本原理
    1.6 论文的研究内容及章节安排
第二章 蓝宝石衬底的GaN外延薄膜的制备和PL振荡模型
    2.1 引言
    2.2 GaN薄膜器件的生长信息
    2.3 异质结构的GaN薄膜振荡模型
    2.4 本章小结
第三章 振荡荧光谱的振荡系数研究
    3.1 引言
    3.2 实验过程介绍
    3.3 含有振荡现象的PL光谱分析
    3.4 振荡系数分析
        3.4.1 常温的振荡系数
        3.4.2 变温的振荡系数
        3.4.3 禁带宽度附近的振荡系数
    3.5 本章小结
第四章 异质外延GaN薄膜的光学性质研究
    4.1 引言
    4.2 椭圆偏振光谱
    4.3 拉曼光谱
    4.4 时间分辨光谱
    4.5 本章小结
第五章 论文总结和展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
硕士期间已发表的论文



本文编号：3817081