石墨烯与GaN材料的接触研究
[Abstract]:Because of its excellent optical, electrical and mechanical properties, graphene has been regarded as the breakthrough material of new material, GaN-based material with direct wide band gap, strong thermal stability, high power and so on, and has become the most important semiconductor material after silicon. How to combine graphene with wide band gap semiconductor materials based on GaN will bring a new opportunity for the development of optoelectronic and microelectronic devices. At present, the research on the combination of graphene and GaN is still in its infancy. Although it has been reported that graphene is used as electrode to improve the luminescence efficiency of GaN based LED, the combination of graphene and GaN has been reported. There are still many problems to be solved, for example, at present, graphene grown on Cu substrate is transferred to GaN substrate by transfer method, which is difficult to operate and the accuracy of the size and transfer position of graphene is difficult to control. How to realize the contact between graphene and GaN with simple operation and controllable precision remains to be solved. In addition, how to form different contact types between graphene and GaN, that is, how to form Graphene/GaN Schottky contact and how to form Graphene/GaN ohmic contact, has not been elucidated. In this paper, the contact behavior between graphene and GaN based materials is studied as the main research content, and the process of forming good contact between graphene / gan with simple operation and good repeatability is obtained. The physical mechanism influencing the type of graphene / gan contact is expounded. On the basis of this, the graphene / gan / gan UV / near infrared dual-color detector is successfully developed. It lays a foundation for the further development and application of graphene / gan based optoelectronic devices and microelectronic devices. The main contents of this subject are as follows: (1) the contact technology between graphene and GaN material, especially how to realize simple process and controllable size of graphene, The physical mechanism of graphene / gan contact with GaN materials with high reproducibility is studied. The mechanism that affects the type of graphene / gan contact is studied, and the conditions for forming ohmic or Schottky contact are studied. The optical contact between graphene and GaN is studied. Study on electrical properties and successful development of graphene / gan UV-NIR detector the innovations of this thesis are as follows: 1) the liquid graphene has been successfully used to contact graphene with GaN based materials for the first time. Graphene was coated on the surface of GaN by titration and spin-coating to form good graphene / gan contact. Compared with traditional graphene grown on Cu substrate, this method has the advantages of simple process, high repeatability and good controllability. The response wavelengths are 350nm and 800nm and 870 nm, respectively. The number difference of graphene folds and the effect of edge shape on contact behavior are studied. It is found that graphene folds and graphene edge shapes can adjust the electrical properties of graphene / gan contact. The folding of graphene can be used as a conductive channel between graphene sheet structures and improve the poor electrical conductivity between liquid graphene layers. In addition, the shape of graphene folds affects the width of GaN space charge region after graphene / gan contact, increases the Schottky barrier height, and improves the photoresponse of graphene / gan detectors.
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O613.71;TQ133.51
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,本文编号:2201841
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