基于三步脉冲生长方法制备的高质量非极性a面AlN模板特性的研究

采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术及三步脉冲生长方法,在半极性r面(22ˉ04)蓝宝石衬底上成功制备了非极性a面(112ˉ0)氮化铝(AlN)模板,并对其结构和光学性质进行了系统研究。与采用传统单一固定温度及单步脉冲方法制备的非极性a面AlN模板相比,本方法制备的非极性a面AlN模板的晶体质量、光学性质和表面形貌均得到较大改善。实际上,通过可变温度及三步脉冲生长方法制备的非极性a面AlN模板,不仅其X射线摇摆曲线和A_(1)(TO)拉曼散射峰的半峰宽均显著减小,且在对应的紫外-可见吸收光谱中也观察到较强的相对透光率和陡峭的吸收边。在5×5μm^(2)的原子力显微镜检测区域内,相应的均方根值最小低至3.4 nm,且非极性a面AlN模板样品呈现优异的表面形貌和较少的表面形变。以上研究结果揭示了采用可变温度及三步脉冲生长方法能够有效地制备高质量的非极性a面(112ˉ0)AlN模板,而该AlN模板在AlGaN基III族氮化物的外延生长中起着至关重要的作用。

具有不同Al组分的非极性a面p型AlGaN外延层的生长及特性研究

利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术,在半极性r面蓝宝石衬底上成功生长了具有不同Al组分的非极性a面Mg-δ掺杂的p-AlGaN外延层。通过使用高分辨率X射线衍射仪、原子力显微镜和霍尔效应测试仪等表征方法,系统研究了Al组分从0到41%的非极性a面p-AlGaN外延层的结构与电学性质。特别针对具有较高Al组分的非极性a面p-AlGaN层的外延生长,创新性地研发了一种以金属有机源的流量脉冲供给为特征的MOCVD生长工艺。研究结果表明,在非极性a面p-AlGaN外延层的MOCVD生长过程中采用以金属有机源的流量脉冲供给为特征的MOCVD生长技术,可以显著提高非极性a面p-AlGaN外延层电导率。其中,利用该技术所生长的p-Al0.41Ga0.59N外延层样品的空穴浓度可高达7.0×10^(16)cm^(-3),为制备高发光效率的非极性a面AlGaN基紫外发光二极管打下了坚实的基础。

四结太阳能电池InGaP/GaAs/GaInAsN/Ge的设计与模拟

随着多结太阳能电池技术的发展,追求更高效率的四结太阳能电池结构InGaP/GaAs(InGaAs)/(新材料)/Ge受到广泛的研究。四元化合物材料Ga_(1-x)In_xAs_(1-y)N_y通过控制其组分比例,其禁带宽度可以调整为0.95ev-1.05ev,并且可以与GaAs,Ge实现晶格匹配,是应用于新一代太阳能电池最有潜力的新材料。在本文中我们设计了新一代多结太阳能电池InGaP/GaAs/GaInAsN/Ge,并首次应用Apsys软件对其电特性进行了模拟,与传统的InGaP/GaAs/Ge结构进行对比。结果显示,该结构可以获得较高的转换效率。