GaN基激光器多量子阱结构的性能表征与结构优化

研究了包括四元合金在内的三种多量子阱结构,对以此为有源层的激光器进行了性能表征和比较分析.通过对阈值电流和外微分量子效率的测量以及增益分布的模拟分析,证实了四元合金用于量子阱结构生长对提高激光器性能的作用.此外对优化的量子阱结构激光器的漏电流和增益饱和带来的影响进行了研究.     

GaN/AlGaN超晶格透射电镜分析

用MOCVD法生长了120周期的GaN/Al0.14Ga0.86N超晶格，激光剥离技术被有效地用于GaN/AlGaN超晶格截面透射电镜样品的制作. 用透射电子显微镜观察到了清晰的超晶格及晶胞周期结构，电子衍射也表明生长的超晶格样品质量较好. 在透射电镜图中看到了Al, Ga原子的聚居点，这些聚居点达到应力临界时将可能成为新缺陷的起点. 同时观察到GaN缓冲层中的线缺陷大多呈现弯曲的弧形，这是外延生长导致的.     

GaN/AlGaN超晶格透射电镜分析

用MOCVD法生长了120周期的GaN/Al0.14Ga0.86N超晶格,激光剥离技术被有效地用于GaN/AlGaN超晶格截面透射电镜样品的制作.用透射电子显微镜观察到了清晰的超晶格及晶胞周期结构,电子衍射也表明生长的超晶格样品质量较好.在透射电镜图中看到了Al,Ga原子的聚居点,这些聚居点达到应力临界时将可能成为新缺陷的起点.同时观察到GaN缓冲层中的线缺陷大多呈现弯曲的弧形,这是外延生长导致的.     

成核层退火压力对形成高阻GaN的作用

采用了MOCVD生长技术来获得高阻GaN,发现GaN的方块电阻会随着成核层退火压力的降低而迅速升高.当成核层退火压力降到75torr时,形成了高阻GaN,方块电阻达到1011Ω/□以上.原子力显微镜结果显示高阻GaN的表面非常平整,表面粗糙度只有0.15nm.在位激光检测发现高阻样品的成核层经过退火后会形成密度较高的成核岛.样品的X射线分析结果表明,随着退火压力的改变,刃型位错相对于螺型位错会有较大变化.说明刃型位错是GaN电阻变化的主要原因.     

线形拟合在X射线衍射研究GaN薄膜材料结构时的必要性

利用高分辨X射线衍射仪(XRD)分析了长时间退火前后的GaN样品.通过对各个样品的(0002)面摇摆曲线进行线形拟合及分析,发现虽然退火后摇摆曲线的半峰宽变大,但面外倾斜角(tilt)的值却变小,从而螺型穿透位错(TD)密度变小,这与化学腐蚀实验的结果一致.我们的结果表明,线形拟合在利用XRD研究GaN薄膜材料结构的过程中是十分必要的,而不能用摇摆曲线的展宽直接表征TD密度.     

量子阱结构对GaN基紫光二极管性能的影响

采用不同MQW结构在MOCVD系统上生长UV-LED外延片.对样品进行了X射线衍射、电注入发光(EL)和光致发光谱(PL)测试,通过优化LED器件材料的生长条件,获得了光发光特性一般而电发光特性优良的高质量多量子阱紫光LED外延片.     

线形拟合在X射线衍射研究GaN薄膜材料结构时的必要性

利用高分辨X射线衍射仪(XRD)分析了长时间退火前后的GaN样品.通过对各个样品的(0002)面摇摆曲线进行线形拟合及分析,发现虽然退火后摇摆曲线的半峰宽变大,但面外倾斜角(tilt)的值却变小,从而螺型穿透位错(TD)密度变小,这与化学腐蚀实验的结果一致.我们的结果表明,线形拟合在利用XRD研究GaN薄膜材料结构的过程中是十分必要的,而不能用摇摆曲线的展宽直接表征TD密度.     

p型GaN的Ni/Au合金电极的I-V特性

运用传输线方法(TLM)测量了p型GaN合金后的Ni/Au电极的接触电阻率和电流-电压(I-V)关系,推导了合金的Ni/Au电极和p型GaN接触处的电流密度与电压(J-V)的关系.在考虑热发射机制和镜像力的基础上,通过对p型GaN的Ni/Au合金电极的I-V特性分析,进一步得出势垒高Φb=0.41eV,受主浓度Na=4×1019cm-3,能带弯曲Vi=0.26V,和EF-Ev:0.15eV.这些结果与理论值和其他实验结果符合得很好.     

p型GaN的Ni/Au合金电极的I-V特性

运用传输线方法(TLM)测量了p型GaN合金后的Ni/Au电极的接触电阻率和电流-电压(I-V)关系,推导了合金的Ni/Au电极和p型GaN接触处的电流密度与电压(J-V)的关系.在考虑热发射机制和镜像力的基础上,通过对p型GaN的Ni/Au合金电极的I-V特性分析,进一步得出势垒高Φb=0.41eV,受主浓度Na=4×1019cm-3,能带弯曲Vi=0.26V,和EF-Ev:0.15eV.这些结果与理论值和其他实验结果符合得很好.     

GaN/AlGaN超晶格透射电镜分析

用MOCVD法生长了120周期的GaN/Al0.14Ga0.86N超晶格,激光剥离技术被有效地用于GaN/AlGaN超晶格截面透射电镜样品的制作.用透射电子显微镜观察到了清晰的超晶格及晶胞周期结构,电子衍射也表明生长的超晶格样品质量较好.在透射电镜图中看到了Al,Ga原子的聚居点,这些聚居点达到应力临界时将可能成为新缺陷的起点.同时观察到GaN缓冲层中的线缺陷大多呈现弯曲的弧形,这是外延生长导致的.