生长于4H-SiC和蓝宝石衬底上的GaN的Raman光谱和高分辨率XRD研究分析

The crystal quality, stress and strain of GaN grown on 4H-SiC and sapphire are characterized by high resolution X-ray diffraction（HRXRD） and Raman spectroscopy.The large stress in GaN leads to the generation of a large number of dislocations.The Raman stress is determined by the results of HRXRD.The position and line shape of the A1 longitudinal optical（LO） phonon mode is used to determine the free carrier concentration and electron mobility in GaN.The differences between free carrier concentration and electron mobility in GaN grown on sapphire and 4H-SiC are analyzed.     

MOCVD生长的[ 1-102]r面蓝宝石衬底上的[11-20 ]a面GaN表面形貌研究

用原子力显微镜和高分辨XRD分析了生长在r面蓝宝石上的a面GaN,a面是无极性的,和c面的最大不同就是无极化电荷,以及由于极化引起的导带弯曲。分别采用高温AlN和低温GaN作为缓冲层生长a面GaN, 用高温AlN作为缓冲层的a面GaN出现了三角坑的表面形貌,而用低温GaN作为缓冲层则出现了褶皱的形貌。对不同缓冲层a面GaN的缺陷形成原因进行了讨论,并且确定了三角坑和褶皱条纹的晶向。     

(11-02)r面蓝宝石生长的(112-0)a面氮化镓研究

自发极化和压电极化是氮化镓制作光电器件没有解决的问题,对非极性GaN材料的研究解决了极化现象．采用低温AlN作为缓冲层,在(11-02)r面蓝宝石和(0001)c面蓝宝石上分别生长了(112-0)非极性a面和(0001)极性c面GaN,用原子力显微镜和高分辨X射线衍射、光致发光谱比较了生长在r面蓝宝石上的a面GaN和c面蓝宝石上的c面GaN,a面GaN材料质量和c面GaN相差较大,在a面GaN上发现了三角坑的表面形貌,这和传统的c面生长的极性GaN截然不同．对a面GaN的缺陷形成原因进行了讨论,并且确定了三角坑缺陷的晶向．     

GaN薄膜大型V形表面坑的形成和光学性质

研究了用MOCVD设备在高温和低Ⅴ/Ⅲ条件下生长的GaN薄膜表面存在的与位错相连的大型Ⅴ形表面坑,并提出了一个有关质量疏运机制的模型以解释其形成机理.由衬底扩散上出来的Al原子对大型坑的形成具有辅助作用,并阻止了深能级杂质或空位缀饰与坑相连的位错.GaN内的位错是非辐射复合中心,但对深能级发光不起作用.