立方相GaN的持续光电导

研究了金属有机物化学气相外延(MOVPE)方法生长的非故意掺杂的立方相GaN的持续光电导效应.在六方相GaN中普遍认为持续光电导效应与黄光发射有关,而实验则显示在立方GaN中,持续光电导效应与其中的六方相GaN夹杂有关系,而与黄光发射没有关系.文中提出,立方相GaN与其中的六方相GaN夹杂之间的势垒引起的空间载流子分离是导致持续光电导现象的物理原因.通过建立势垒限制复合模型,解释了立方相GaN的持续光电导现象的物理过程,并对光电导衰减过程的动力学作了分析.对实验数据拟合的结果证明以上的模型和推导是与实验相符的.     

壳聚糖保鲜涂膜纳米SiO_x修饰工艺优化的研究

为了提高壳聚糖涂膜的力学性能和降低其透水率,实验先以十二烷基磺酸钠(SDS)活化纳米SiOx,随后将其加到壳聚糖乙酸溶液中,并用流延法制得分散比较均匀的壳聚糖纳米复合膜.此外采用二次回归旋转正交组合试验设计方法,优化了壳聚糖/纳米SiO(CTS/SiOx)复合涂膜的制备工艺条件,并通过红外(IR),X射线衍射(XRD)和电镜透射(TEM)手段对CTS/SiOx.复合涂膜的性能和结构进行袭征.优化结果表明,当壳聚糖(CTS)、活化纳米SiOx和单甘酯(Glyc)添加量分别为1.547 g、0.028 g和0.015 g时,CTS/SiOx,复合涂膜的性能达到最优,其拉伸强度和撕裂强度分别为54.85MPa和51.77kN·m-1,分别比未修饰壳聚糖单膜提高了63%和12%,而透水率却下降了73%.将制备的CTS/SiOx复合涂膜用于果蔬室温保鲜,保鲜质量和保鲜时间比对照组均有明显提高.     

GaN生长速率的研究

采用在位监控方法研究了MOCVD系统中GaN材料的外延生长速率与NH3流量、TMGa流量、Ⅴ/Ⅲ比等生长参数的关系．GaN生长速率随NH3流量的提高先增加后减小,而随TMGa流量的增加线性的增加．在不同NH3流量的情况下,GaN生长速率随TMGa流量增加的速率不同．GaN的生长速率与Ⅴ/Ⅲ比没有直接的关系,而与NH3,TMGa等条件有关．实验结果表明,MOCVD系统中存在着较强的预反应．预反应的程度与TMGa的流量成正比．     

背照式GaN/AlGaN p-i-n紫外探测器的制备与性能

文章研究了p-GaN/i-GaN/n-A l0.3Ga0.7N异质结背照式p-i-n可见盲紫外探测器的制备与性能。器件的响应区域为310~365nm,最大响应率为0.046A/W,对应的内量子效率为19%,优值因子R0A达到1.77×108Ω.cm2,相应的在363nm处的探测率D*=2.6×1012cmHz1/2W-1。     

两种结构GaN基太阳盲紫外探测器

分别在金属有机化学汽相沉积（MOCVD）生长的i-Al0.33Ga0.67N／AlN／n-GaN和p-Al0.45Ga0．55N／i—Al0.45Ga0.55N／n＋-Al0.65Ga0.35N的异质结构上，成功研制了太阳盲区的肖特基型和PIN型紫外探测器。研究结果表明，Au与i—Al0.33Ga0.67N形成了较好的肖特基结，响应波长从250—290nm，峰值（286nm）响应率约为0．08A／W；PIN型紫外探测器的响应波长从230～275nm，峰值（246nm）响应率约为0．02A／W。     

高量子效率前照式GaN基p-i-n结构紫外探测器

研究了Al0.1Ga0.9N/GaN异质结p-i-n结构可见盲紫外探测器的制备与性能.p区采用Al组分含量为0.1的AlGaN外延材料形成窗口层,使340～365nm波段的紫外光可以直接透过p区到达i区并被吸收,有效提高了这个波段的响应率与量子效率.并且研究了不同p区AlGaN外延层厚度对探测器性能的影响,制备了两种不同p区厚度(0.1μm和0.15μm)的器件,测试结果表明,p区的厚度对200～340nm波段光吸收的量子效率影响较大,而i区的晶体质量的提高可以有效提高340～365nm波段光吸收的量子效率.并且当p区AlGaN厚度为0.15μm时,器件的峰值响应率达到0.214A/W,在考虑表面反射时外量子效率高达85.6%,接近理论极限,并且在零偏压时暗电流密度为3.16nA/cm2,表明器件具有非常高的信噪比.     

脊形InGaN激光器的温度分布及其对器件特性的影响

利用含时二维热传导模型分析了蓝宝石衬底上生长、制作的脊形InGaN激光器内波导层的温度分布和时间演化规律.由于较大的阈值电流和电压以及较差的衬底导热性能,脊形下波导层内会产生较高温升并在脊形内外形成较大的温度台阶.由于脊形波导的弱自建波导特性,这一温度台阶会对侧向模式的限制产生较大的影响.短脉冲工作下的时间分辨L-I测试以及时间分辨远场和光谱测试结果显示,脊形内外的温度台阶会改善波导对高阶模的限制,导致器件的阈值电流下降,斜率效率升高.而有源区的温升又会导致斜率效率的严重下降.     

表面处理对p-GaN欧姆接触特性的影响

研究了王水溶液对p-GaN欧姆接触特性的作用.在蒸镀欧姆电极之前采用王水溶液对表面进行处理,使p-GaN的比接触电阻从8×10-3降低到2.9×10-4Ω·cm2.利用X射线光电子谱(XPS)对p-GaN表面氧含量进行分析,结果表明王水可以有效地去除p-GaN表面的氧化物,从而改善p-GaN的欧姆接触特性.     

GaN基金属-半导体-金属探测器

采用MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长出非故意掺杂的GaN外延层,并在GaN层上制作Ni/Au肖特基电极形成金属-半导体-金属(MSM)结构的探测器.对探测器暗电流进行了测试分析,发现在大电压下老化以后暗电流减小,小电压下出现电流反向,经白光照射后能够恢复.光谱响应测量中发现带隙内368nm处有光电导性质的异常峰值响应,808nm的激光对其有明显的淬灭作用,并根据陷阱模型对这些现象做出了解释.     

AlGaN/GaN异质结紫外探测器

采用p-AlxGa1-xN/i-GaN/n- GaN异质结构成功制备了含铝组分分别为0.1和0.07的正照射可见盲紫外探测器，并分别测试了它们的伏安特性曲线和光电响应光谱。对于Al组分为0.1的器件，在零偏压处出现了极低的暗电流密度，表明器件具有非常高的信噪比。高分辨率X射线衍射仪对材料的测试结果表明，高铝组分(0.1)窗口层薄膜材料的晶体质量较差，导致暗电流增大，而其窗口层的窗口选择作用则可以得到较高的响应率和较宽的响应波段。