深紫外AlGaN低维材料光学性质及应用研究

发布时间：2023-10-29 12:23

　　目前,深紫外波段激光源的缺乏严重制约了深紫外仪器和前沿技术的开发。半导体深紫外激光光源具有频率高、体积小、节能环保、使用寿命长等优势,可广泛用于杀菌净化、疾病治疗、信息技术、微机加工等领域。对于AlGaN低维材料光学性质、发光机制的研究有助于光电器件的制备、有源区结构的优化与发光效率的提升。本论文通过光致荧光测量和分析,详细研究了 AlGaN量子阱和AlGaN量子点的光学性质。同时,采用AlGaN量子点结构的外延薄膜进行深紫外光泵垂直腔面发射激光器(VCSEL)的制备尝试,并对首批样品存在的问题及改进方向作出讨论。主要研究内容包括:(1)从低温变功率光致发光(PL)测试和变温光致发光测试(PL)两个方面对AlGaN多量子阱和AlGaN量子点的发光特性进行了深入讨论,并对两种材料的测试结果展开对比。低温变功率PL测试中的强度拟合表明两种材料在低温下主要复合方式存在差异,较小的峰位和半高宽变化突出了 AlGaN量子阱样品较弱的极化电场,而AlGaN量子点的峰位蓝移分别由低激发功率下的库仑屏蔽作用和高功率下能带填充效应导致。此外,通过Arrhenius公式拟合以及不同的载流子迁移动力学模型分...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 Ⅲ族氮化物半导体材料的发展历史
    1.2 Ⅲ族氮化物半导体材料的结构与性质
        1.2.1 晶格结构
        1.2.2 物理特性
        1.2.3 能带特性
        1.2.4 极化特性
    1.3 AlGaN低维材料结构与性质
        1.3.1 AlGaN量子阱
        1.3.2 AlGaN量子点
    1.4 本论文的研究内容和结构安排
第二章 材料生长技术与实验方法
    2.1 MOCVD生长技术
    2.2 实验测试方法
        2.2.1 光致发光
        2.2.2 原子力显微镜
    2.3 器件制备关键技术
        2.3.1 键合技术
        2.3.2 激光剥离技术
    2.4 本章小结
第三章 AlGaN低维材料光学特性研究
    3.1 AlGaN低维材料结构
        3.1.1 AlGaN量子阱样品结构
        3.1.2 AlGaN量子点样品结构
    3.2 低温变功率PL测试
        3.2.1 AlGaN量子阱变功率测试
        3.2.2 AlGaN量子点变功率测试
        3.2.3 变功率PL结果比较
    3.3 变温PL测试
        3.3.1 AlGaN量子阱变温测试
        3.3.2 AlGaN量子点变温测试
        3.3.3 变温PL结果比较
    3.4 本章小结
第四章 深紫外光泵VCSEL研制
    4.1 高反射率DBR设计
        4.1.1 分布布拉格反射镜(DBR)
        4.1.2 DBR生长方案
        4.1.3 DBR实际生长结果与模拟比较
    4.2 器件制备工艺流程
    4.3 激光剥离试验
        4.3.1 AlGaN量子阱样品激光剥离试验
        4.3.2 AlGaN量子点样品激光剥离试验
        4.3.3 AFM测试
    4.4 器件性能测试及改进
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
在学期间发表论文
致谢
参考文献



本文编号：3858072