MOCVD生长Mg掺杂GaN的退火研究

用MOCVD技术在50mm蓝宝石衬底(0001)面上生长了GaN∶Mg外延膜,对样品进行热退火处理并作了Hall、双晶X射线衍射(DCXRD)和室温光致发光谱(PL)测试.Hall测试结果表明,950℃退火后空穴浓度达到5×1017cm-3以上,电阻率降到2.5Ω·cm;(0002)面DCXRD测试发现样品退火前、后的半峰宽均约为4′;室温PL谱中发光峰位于2.85eV处,退火后峰的强度比退火前增强了8倍以上,表明样品中大量被H钝化的受主Mg原子在退火后被激活.     

AlGaN中Mg掺杂对蓝光发光二极管光电性质的影响

采用金属有机化学气相沉积技术生长了GaN基多量子阱(MQW)蓝光发光二极管外延片,并采用高分辨率X射线衍射仪(HRXRD)和光致光谱仪(PL)表征晶体质量和光学性能,其他的光电性能由制成芯片后测试获得,目的是研究外延片p型AlGaN电子阻挡层Mg掺杂的优化条件.结果表明,在生长p型AlGaN电子阻挡层的Cp2Mg流量为300 cm3/min时,蓝光发光二极管获得最小正向电压VF,而且在此掺杂流量下的多量子阱蓝光发光二极管芯片发光强度明显高于其他流量的样品.因此可以通过优化AlGaN电子阻挡层的掺杂浓度,来显著提高多量子阱蓝光发光二极管的电学性能和光学性能.     

MOCVD生长的p型GaN薄膜中Mg掺杂的优化与分析

通过优化Mg流晕增强了MoCVD生长的GaN薄膜的p型电导并改善了晶体质量.Hall测量结果表明卒穴浓度首先随着Mg流量的升高而升高,达到极大值后开始降低;迁移率始终随Mg流量的升高而降低.最优的样品在室温下空穴浓度达到4.1×1017cm-3,电阻率降至1Ω·cm.考虑施主型缺陷MGaVN的自补偿作用,计算了空穴浓度随掺杂浓度变化的曲线关系.计算结果表明自补偿系数随掺杂浓度的增大而增大;空穴浓度首先随掺杂浓度的增大而增加,存受主浓度为NA≈4×1019左右时达到极大值,之后随着掺杂浓度的增大而迅速降低.XRD数据表明在实验范围内晶体缺陷密度随着掺杂浓度的降低而降低.     

MOCVD生长的p型GaN薄膜中Mg掺杂的优化与分析

通过优化Mg流晕增强了MoCVD生长的GaN薄膜的p型电导并改善了晶体质量.Hall测量结果表明卒穴浓度首先随着Mg流量的升高而升高,达到极大值后开始降低;迁移率始终随Mg流量的升高而降低.最优的样品在室温下空穴浓度达到4.1×1017cm-3,电阻率降至1Ω·cm.考虑施主型缺陷MGaVN的自补偿作用,计算了空穴浓度随掺杂浓度变化的曲线关系.计算结果表明自补偿系数随掺杂浓度的增大而增大;空穴浓度首先随掺杂浓度的增大而增加,存受主浓度为NA≈4×1019左右时达到极大值,之后随着掺杂浓度的增大而迅速降低.XRD数据表明在实验范围内晶体缺陷密度随着掺杂浓度的降低而降低.     

N掺杂p型MgZnO薄膜的制备与性能研究

利用磁控溅射设备,Mg0.04Zn0.96O陶瓷靶材,以高纯的氮气与氩气混合气体作为溅射气体,在石英衬底上沉积获得了N掺杂p型Mg0.07Zn0.93O薄膜,薄膜的电阻率为21.47Ω·cm,载流子浓度为8.38×1016 cm-3,迁移率为3.45cm2/(V·s)。研究了该薄膜的结构与光学性能。实验结果显示,其拉曼光谱中出现了位于272和642cm-1左右与NO相关的振动模。低温光致发光光谱中,可以观察到位于3.201,3.384和3.469eV的3个发光峰,其中位于3.384eV的发光峰归因为导带电子到缺陷能级的复合发光,而位于3.469eV的发光峰归因为受主束缚激子(A0X)的辐射复合,这说明该N掺杂MgZnO薄膜的空穴载流子主要来自NO受主的贡献。     

MOCVD生长GaN和GaN：Mg薄膜的对比研究

对在SiC衬底上采用MOCVD方法制备的GaN和GaN：Mg薄膜进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和拉曼散射光谱的对比研究发现：两种样品均处于张力作用之下，但是GaN：Mg样品却由于Mg的掺杂会在样品中引入更多的缺陷和位错加剧薄膜的无序化程度，致使薄膜质量变差；其次因为Mg原子半径比Ga原子半径大，所以当Mg替代Ga以后会引发压力应力，从而使薄膜张力减小，最后通过计算说明对于GaN：Mg样品而言，除了载流子以外，薄膜质量同样也会对A1(LO)模式产生影响．     

氮掺杂对氟化非晶碳薄膜微观结构的影响

以CH4,CF4,N2为源气体,用RF-PECVD法,通过改变N2流量制备了一批掺氮氟化非晶碳(a-C:F:N)薄膜样品.分析了氮掺杂对薄膜微观结构的影响.研究发现:掺氮后薄膜表面更均匀致密,均方粗糙度(RMS)由未掺氮的2.553 nm降为1.406 nm.FTIR测试表明掺氮后薄膜中出现了C=N及C≡N,随着氮流量的增加,1 620 cm-1附近吸收峰往高频移动,CFx基团含量下降,C=C基团含量上升.Raman光谱分析表明:随着氮流量的增加,D峰与G峰强度之比由未掺氮时的1.461增加到了掺氮后的2.545,薄膜内sp2键态含量增加,即芳香环式结构比例上升.结果表明:掺氮能有效增强a-C:F薄膜交联结构,从而提高薄膜热稳定性.     

XRD对ZnO 薄膜生长条件和退火工艺的优化

利用等离子体MOCVD设备在(001)蓝宝石上生长了ZnO薄膜。通过对在不同条件下生长的薄膜样品X射线衍射的测量和分析,优化了薄膜的生长条件,长出了半高宽仅为0.15°的单一取向的高质量ZnO薄膜,并发现生长过程中多次退火或掺氮在薄膜中引入了张应力,而生长结束后一次退火却引入了压应力。     

掺杂PVK薄膜的荧光谱及掺杂机制

根据ＰＶＫ掺杂后荧光谱的改变,提出了ＰＶＫ掺杂的掺杂机制,沿ＰＰＶ链是极化子和双极化子态,而链间是由于双极化子的跃迁。实践结果与模型相符。     

MOCVD生长Mg掺杂GaN的退火研究

用MOCVD技术在50mm蓝宝石衬底（0001）面上生长了GaN∶Mg外延膜，对样品进行热退火处理并作了Hall、双晶X射线衍射(DCXRD)和室温光致发光谱(PL)测试．Hall测试结果表明，950℃退火后空穴浓度达到5e17cm－3以上，电阻率降到2.5Ω·cm；(0002)面DCXRD测试发现样品退火前、后的半峰宽均约为4′；室温PL谱中发光峰位于2.85eV处，退火后峰的强度比退火前增强了8倍以上，表明样品中大量被H钝化的受主Mg原子在退火后被激活．     

高浓度Mg掺杂GaN的电学和退火特性研究

对高浓度Mg掺杂GaN在常规热退火和快速热退火前后的材料质量和电学特性进行了研究。X 射线衍射测量表明 ,重掺杂导致了GaN质量的下降 ,退火后略有恢复。霍尔测量表明 ,Cp2 Mg :TMGa的流量比小于 1:2 6.3时 ,退火后空穴浓度可达到 2× 10 18cm- 3;当Cp2 Mg :TM Ga的流量比为 1:2 1.9时 ,得到的高阻GaN在常规热退火和快速热退火后均只为弱 p型 ,存在明显的施主补偿现象。这被认为是重掺杂导致晶格缺陷增多 ,引入了施主能级 ,补偿了被激活的Mg原子的结果     

退火温度对ZnO掺杂ITO薄膜性能的影响

利用电子束蒸镀方法,在K8玻璃衬底上沉积ZnO掺杂ITO(ZnO-ITO)与ITO薄膜。研究不同退火温度对ZnO-ITO薄膜的微观结构的影响;对比分析了在不同退火温度条件下,ZnO-ITO和无掺杂ITO薄膜的光电性能。结果发现,ZnO-ITO薄膜具有较大的晶粒尺寸,随着退火温度的上升,晶体结构得到改善,表面粗糙度减小,薄膜的光电性能显著提高。ZnO-ITO薄膜经过500℃退火后得到最佳的综合性能,其表面均方根粗糙度(RMS)为32.52nm,电阻率为1.43×10-4Ω.cm;对442nm波长的光,透射率可达98.37%;与ITO薄膜相比,ZnO-ITO薄膜具有显著的抗PEDOT:PSS溶液腐蚀的能力。     

p型GaN的渐变δ掺杂研究

采用MOCVD技术及渐变δ-Mg掺杂方法生长了p型GaN薄膜,对样品进行了两步退火处理以对Mg进行激活.通过Hall测试发现,经过950℃下的第一次退火后,样品空穴浓度为1.64×1016cm-3,电阻率为77.9Ω·cm.经过750℃下的第二次退火后,样品的空穴浓度增大了10倍,电阻率减小为原来的1/20.分析认为,渐变δ掺杂减小了Mg的自补偿效应,两步退火提高了Mg的激活效率,从而显著提高了样品的空穴浓度和降低了电阻率.实验还发现,经过750℃下15min的第二次退火后得到的样品的空穴浓度最大,达5.13×1017cm-3.     

退火气氛对稀土Eu3+掺杂ZnO薄膜结构和发光性质的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(111)衬底上制备稀土Eu3+掺杂ZnO薄膜材料,分别在纯氧和真空气氛中进行退火处理。XRD图谱中仅观察到尖锐的ZnO(002)衍射峰,表明ZnO:Eu3+,Li+薄膜具有良好的c轴取向。薄膜的结构参数显示：在纯氧气氛中退火的样品具有较大的晶粒尺寸且应力较小,表明在纯氧中退火的样品具有较好的结晶质量。通过光致发光谱发现,在纯氧中退火的样品的IUV/IDL比值较大,说明在纯氧中退火的样品缺陷去除更充分,结晶质量更好。当用395nm光激发样品时,仅发现Eu3+位于595nm附近的5D0→7F1磁偶极跃迁峰。并没有发现Eu3+在613 nm附近的特征波长发射,表明掺杂的Eu3+占据了ZnO基质反演对称中心格位。     

Mg掺杂AlGaN的特性研究

采用金属有机物化学气相淀积方法在Al2O3衬底上生长不同浓度Mg掺杂的AlxGa1-xN合金薄膜,并在750℃、N2气氛下对Mg进行热退火激活。用X射线衍射ω-2θ扫描计算确定样品的Al组分,发现Mg摩尔掺杂浓度和退火对Al组分均未产生明显影响。X射线衍射摇摆曲线与原子力显微镜扫描表明随Mg摩尔掺杂浓度增加,样品晶体质量下降,样品表面凹坑增加,但热退火对薄膜表面形貌有明显的改善。阴极射线发光测量发现带边峰强度随掺杂浓度增加而减弱,退火后样品的施主-受主对复合发射与导带受主的复合发射均有增强,验证了热退火对钝化受主杂质的激活作用,对实现高效AlGaN的p型掺杂具有重要意义。     

N掺杂MgZnO薄膜的p型导电稳定性研究

利用磁控溅射技术,以Mg0.06Zn0.94O为陶瓷靶材,制备了N掺杂p型Mg0.1 3Zn0.8 7O薄膜,薄膜的电阻率为42.45Ω·cm,载流子浓度为3.70×1017/cm3,迁移率为0.40cm2·V-1·s-1。研究了该薄膜p型导电性质在室温空气下随时间的变化情况。实验结果表明,薄膜的电阻率逐渐升高,载流子浓度降低,五个月以后,薄膜转变为n型导电,电阻率为85.58Ω·cm,载流子浓度为4.53×1016/cm3,迁移率为1.61cm2·V-1·s-1。真空热退火后重新转变为p型。结果显示,其p型导电类型的转变与在空气中吸附H2O或H2等形成浅施主有关。     

Zn掺杂对BST薄膜介电调谐性能的影响

用sol-gel法在Pt/SiO2/Si基片上制备了未掺杂和掺杂Zn的钛酸锶钡(BST)薄膜。用XRD对BST薄膜进行了物相分析,研究了Zn掺杂对薄膜的表面形貌和介电调谐性能的影响。结果表明:室温下,随着Zn加入量的增加,BST薄膜的介电常数减小,介质损耗降低,介电调谐量增加。x(Zn)为0.025的BST薄膜具有最大的优越因子(FOM),其值为29.28。     

梯度掺杂与分层退火对AZO薄膜结构与性能的影响

用sol-gel法在玻璃基片上分别制备了不同Al浓度掺杂和Al梯度掺杂的掺铝氧化锌(AZO)薄膜,并研究了分层退火和一次性退火对薄膜结构和性能的影响.结果表明:梯度掺杂与分层退火都能促进薄膜的(002)择优取向.Al掺杂摩尔分数为1.5％的薄膜和经分层退火处理的Al梯度掺杂的薄膜在395 nm处均有很强的紫外发射峰,但...     

退火对MOCVD法生长ZnO薄膜性能的影响

采用MOCVD方法在(001)Si衬底上生长ZnO薄膜,并在空气中800℃退火1 h.生长及退火样品的XRD图谱均显示了较强的(002)ZnO衍射峰,表明ZnO薄膜为c轴高取向生长.光电子能谱(XPS)分析显示,退火后ZnO薄膜从富Zn生长变为富O生长.在样品的室温PL 谱中,观察到未退火样品的紫外发射峰的中心为3.28 eV,并观察到退火样品位于3.30 eV的自由激子发射峰和位于3.23 eV的施主-受主对的复合发光峰.实验结果表明,退火后ZnO薄膜的晶体质量得到提高.     

La2O3含量对Tm3+掺杂碲酸盐玻璃热稳定性及光学性能的影响

采用高温熔融法,制备了75TeO2-20ZnO-xLa2O3-0.8Tm2O3(x=0、5、10、15mol%)系列玻璃。探讨了La2O3含量对玻璃热稳定性的影响规律;计算了Tm3+在玻璃中的Judd-Ofelt(J-O)强度参数、自发辐射概率、荧光分支比及荧光辐射寿命;分别在473nm和808nm泵浦源下测量了玻璃的荧光光谱,计算了Tm3+在碲酸盐玻璃中的荧光有效线宽、峰值受激发射截面。研究发现,随着La2O3含量的增加,碲酸盐玻璃ΔT(ΔT=Tx-Tg,即初始析晶温度Tx与玻璃转变温度Tg之差)从123℃增加到180℃,玻璃热稳定性提高;La2O3的添加有利于提高Tm3+在1.46μm处的荧光性能;当La2O3含量为15mol%时,其FWHM和FWHM×σe值最大,分别为113.2nm和409.33×10-28cm3。