铟镓氮薄膜的光电特性

用金属有机物气相外延设备 ,在氮化镓 /蓝宝石复合衬底上快速外延生长铟镓氮薄膜 ,并对其进行了 X射线三晶衍射、光致发光、反射光谱及霍尔测量等实验测试 .确定该薄膜为单晶 ,其中 In组分可以从 0增加到 0 .2 6 ;在光致激发下发光光谱为单峰 ,且峰值波长在 36 0～ 5 5 5 nm范围内可调 ;其发光机理被证实为膜内载流子经带隙跃迁而直接复合 ;并具有很高的电子浓度 .但 In Ga N薄膜的结晶质量却随着

氮空位在纳米GaN颗粒和InGaN AlGaN双异质结中的聚集(英文)

直流放电等离子法制备纳米GaN颗粒中的氮缺乏可导致空位形成。在电子显微观察的电子辐照条件下 ,这些N 空位将进一步凝聚 ,形成一个a =2 2 0 9nm ,b =3 82 6nm ,c=1 0 3 7nm ,α =β =γ =90°的调制结构。随着电子辐照剂量增加 ,纳米颗粒中心将出现空洞 ,同时使该区的金属镓离子迁移到颗粒的表面。电子显微分析及分子力学理论计算表明 ,这种新的调制结构系空位的有序排列所致。在此基础上 ,进一步研究了InGaN AlGaN的双异质结薄膜结构中直径约为 5 0nm的空洞存在与发光失效的关系 ,讨论了N

超高亮度蓝色铟镓氮单量子阱发光二极管

介绍了ＩｎＧａＮ单量子阱超高亮度蓝色ＬＥＤ的结构和性能，其发光强度、峰值波长和光谱半宽在正向电流为２０ｍＡ时，分别为８ｃｄ、４５０ｎｍ和２５ｎｍ。

锌锡氮化物可提高长波铟镓氮发光二极管发光效率

美国俄亥俄州立大学提出使用锌锡氮化物提高长波铟镓氮发光二极管效率（辐射波长为600nm）。虽然该工作是理论上的,俄亥俄州立大学赵教授统筹金属有机化学气相沉积、低压化学气相沉积和化学气相沉积设备。

表面应力诱导InGaN量子点的生长及其性质

为了得到高性能的 Ga N基发光器件 ,有源层采用 MOCVD技术和表面应力的不均匀性诱导方法生长了 In-Ga N量子点 ,并通过原子力显微镜 (AFM)、透射电子显微镜 (TEM)和光致发光 (PL )谱对其微观形貌和光学性质进行了观察和研究 .AFM和 TEM观察结果表明 :In Ga N/ Ga N为平均直径约 30 nm,高度约 2 5 nm的圆锥 ;In Ga N量子点主要集中在圆锥形的顶部 ,其密度达到 5 .6× 10 1 0 cm- 2 .室温下 ,In Ga N量子点材料 PL谱强度大大超出相同生长时间的 In Ga N薄膜材料 ,这说明 In Ga N量子点有望作为高性能有源层材料应用于 Ga N基发光器件 .

用InGaN蓝光LED与YAG荧光粉制造自然白光LED

报导了用国内自行研制的InGaN/GaN蓝光发光二极管 (LED)与钇铝石榴石(YAG)荧光粉结合而得的白光发光二极管 (W LED)。在室温 ,正向电压 3 5V ,正向电流2 0mA时 ,W LED轴向亮度为 1cd,CIE色坐标为 (0 3 1 ,0 3 8) ,接近纯白色 (0 3 3 ,0 3 3 )。

InGaN量子点的诱导生长和发光特性研究

降低InGaN的维数是提高GaN基发光器件发光效率的一种非常有效的方法,本文的工作主要集中在高密度InGaN量子点的生长和分析上。在MOCVD设备上,经过钝化和低温两个特殊工艺条件,在高温GaN表面生长了一层低温岛状GaN,形成表面形貌的起伏,进而导致表面应力的不均匀分布。在这一层低温岛状GaN的诱导性作用下生长并形成InGaN量子点。通过原子力显微镜、透射电子显微镜和光致发光谱对其微观形貌和光学性质进行了观察和研究。从原子力显微镜以及透射电子显微镜观察得到的结果表明:InGaN量子点为平均直径约30nm、高度约25nm、分布较均匀的圆锥,其密度约1011cm-2。室温下,InGaN量子点材料的PL谱强度大大超出相同条件生长的InGaN薄膜材料。这些现象表明,用InGaN量子点代替普通InGaN薄膜,有望获得发光效率更高的GaN基发光器件。

MOCVD生长的InGaN薄膜的离子束背散射沟道及其光致发光

采用 MOCVD技术以 Al2 O3为衬底在 Ga N膜上生长了 In Ga N薄膜 .以卢瑟福背散射 /沟道 (RBS/Channeling)技术和光致发光 (PL )技术对 Inx Ga1 - x N / Ga N / Al2 O3样品进行了测试 ,获得了合金层的组分、厚度、元素随深度分布、结晶品质及发光性能等信息 .研究表明生长温度和 TMIn/ TEGa比对 In Ga N薄膜的 In组分和生长速率影响很大 .在一定范围内 ,降低 TMIn/ TEGa比 ,In Ga N膜的生长速率增大 ,合金的 In组分反而提高 .降低生长温度 ,In Ga N膜的 In组分提高 ,但生长速率基本不变 . In Ga N薄膜的结晶品质随 In组分的增大而显著下降 ,In Ga N薄膜的 In组分由 0 .0 4增大到 0 .2 6 ,其最低沟道产额比由 4.1%增至 5 1.2 % . In Ga N薄膜中 In原子易处于替位位置 ,在所测试的 In组分范围 ,In原子的替位率均在 98%以上 .得到的质量良好的 In0 .0 4Ga0 .96 N薄膜的最低产额为 4.1% .研究结果还表明用 RBS技术和光致发光技术测定 In Ga N中 In组分的结果相差很大 ,In Ga N的PL谱要受较多因素影响 ,很难准确测定 In组分 ,而以 RBS技术得到的结果是可靠的 .

射频分子束外延生长AlInGaN四元合金

利用射频等离子体辅助分子束外延(RF-MBE)技术在蓝宝石衬底上外延了铝铟镓氮(AlInGaN)四元合金,通过改变Al源的束流生长了不同组分的AlInGaN四元合金,材料生长过程中采用反射式高能电子衍射(RHEED)进行了在位检测.通过扫描电镜(SEM)、卢瑟福背散射(RBS)、X射线衍射(XRD)和阴极荧光(CL)等测试手段表征了AlInGaN四元合金的结构和光学特性.研究结果表明:在GaN层上生长AlInGaN外延层时,外延膜呈二维生长;当铝炉的温度为920℃时,外延AlInGaN四元合金外延薄膜中Al/In接近4.7,X射线衍射摇摆曲线的半高宽最小为5arcmin,四元合金的阴极荧光发光峰的半高宽为25nm,AlInGaN四元合金外延层具有较好的晶体质量和光学质量.

大功率InGaN蓝光LED的电子束辐照效应

采用Monte-Carlo模拟与实验研究相结合的方法,针对大功率InGaN蓝光LED进行了电子束辐照效应研究。根据InGaN蓝光LED芯片材料的特点,在CASINO软件中建立了结构模型。运用Monte-Carlo模拟分析了以不同能量的电子束射入芯片材料时,电子的运动区域及能量损耗等变化情况。使用光谱辐射计对辐照前后LED进行测试,从宏观的角度研究了电子束对LED光电特性的影响。结果表明:InGaN材料对能级越低的电子能量吸收能力越强,能级越低的电子束对InGaN蓝光LED芯片的光通量及辐射通量辐照损伤影响越大。

钝化低温法生长多层InGaN量子点的结构和光学特性

采用一种新方法生长多层InGaN/GaN量子点,研究所生长样品的结构和光学特性。该方法采用了低温生长和钝化工艺,所以称之为钝化低温法。第一层InGaN量子点的尺寸平均宽度40nm,高度15nm,量子点密度为6 3×1010/cm2。随着层数的增加,量子点的尺寸也逐渐增大。在样品的PL谱测试中,观察到在In(Ga)As材料系中普遍观察到的量子点发光的温度特性———超长红移现象。它们的光学特性表明:采用钝化低温法生长的纳米结构中存在零维量子限制效应。

MOCVD生长InGaN/AlGaN双异质结构与GaN过渡层的工艺与特性

评述利用MOCVD技术在α Al2 O3 衬底上生长GaN薄膜及InGaN/AlGaN双异质结 (DH)结构的工艺与特性 ;从表面动力学观点着重讨论了GaN过渡层MOCVD生长条件 (温度、气流束源等 )对表面形貌、结晶形态、掺杂及其光电性能的影响。分析表明 ,GaN薄膜生长速率主要依赖于反应炉温度 ,气流束源摩尔流量速率。若生长温度太高 ,引起PL发光谱峰向长波侧移动 ;GaN缓冲层生长温度必须控制在 5 5 0℃。高的Ⅴ /Ⅲ双气束流比率能够抑制GaN发光谱中 5 5 0nm辐射峰产生。为了获得高质量 p AlGaN、GaN层 ,控制生长温度和以Cp2 Mg为杂质源的Mg受主掺杂量 ,并在N2 气氛中 80 0℃快速退火 。

p-InGaN与Ni/Au的欧姆接触特性研究

通过对不同厚度的p-InGaN样品进行环形传输线欧姆接触实验,发现p-InGaN与Ni/Au的比接触电阻随InGaN层厚度的增大而增大,且当InGaN层的厚度小于某一特定值时,其比接触电阻低于p-GaN与Ni/Au的欧姆比接触电阻,通过分析认为这是由InGaN层的极化效应导致接触势垒降低和载流子隧穿几率增大造成的,但同时受样品表面形貌和InN本身固有的积累电子层的特性影响,当InGaN层的厚度超过这一特定值后其接触特性反而比p-GaN差。

Al在生长InGaN材料中的表面活化效应

为了解决材料的界面平整度,改善材料的晶体质量,在Ⅲ-Ⅴ族氮化物(InGaN)材料的生长过程中,加入了Al掺杂剂。实验发现,InGaN材料的双晶衍射半宽从533 arcsec(非掺Al)下降到399 arcsec(轻掺Al),PL光谱半宽变窄,从21.4 nm(非掺Al)降为20.9 nm(轻掺Al)。研究结果表明,Al作为活性剂明显提高了InGaN材料质量,这将对改善LED和LD多量子阱材料和器件质量带来积极影响,目前还没有相关的文献报道。

InGaN∶Mg薄膜的电学特性研究

利用MOCVD生长了InGaN:Mg薄膜,研究了生长温度、掺Mg量对InGaN:Mg薄膜电学特性的影响。结果表明,空穴浓度随着生长温度的降低而升高。在相同的生长温度下,空穴浓度随掺Mg量的增加,先升高后降低。通过对这两个生长条件的优化,在760°C、CP2Mg与TMGa摩尔流量之比为2.2‰时制备出了空穴浓度高达2.4×1019cm-3的p-InGaN∶Mg薄膜。这对进一步提高GaN基电子器件与光电子器件的性能有重要意义。

InGaN光致发光性质与温度的关系

分析了用金属有机物气相外延方法 (MOVPE)在蓝宝石衬底上生长的铟镓氮 (In Ga N)的光致发光 (PL)性质 .发现在 4.7K至 30 0 K范围内 ,随着温度升高 ,In Ga N带边辐射向低能方向移动 ,峰值变化基本符合 Varshni经验公式 ;同时 In Ga N发光强度虽有所衰减 ,但比 Ga N衰减程度小 ,分析了导致 Ga N和 In Ga N光致发光减弱的可能因素 .

Pt/Au/n-InGaN肖特基接触的电流输运机理

基于热电子发射和热电子场发射模式,利用I-V方法研究了Pt/Au/n-InGaN肖特基接触的势垒特性和电流输运机理,结果表明,在不同背景载流子浓度下, Pt/Au/n-InGaN肖特基势垒特性差异明显.研究发现,较低生长温度制备的InGaN中存在的高密度施主态氮空位(VN)缺陷导致背景载流子浓度增高,同时通过热电子发射模式拟合得到高背景载流子浓度的InGaN肖特基势垒高度和理想因子与热电子场发射模式下的结果差别很大,表明VN缺陷诱发了隧穿机理并降低了肖特基势垒高度,相应的隧穿电流显著增大了肖特基势垒总的输运电流,证实热电子发射和缺陷辅助的隧穿机理共同构成了肖特基势垒的电流输运机理.低背景载流子浓度的InGaN肖特基势垒在热电子发射和热电子场发射模式下拟合的结果接近一致,表明热电子发射是其主导的电流输运机理.

InGaN/GaN多量子阱纳米线发光二极管制备及研究

用SiO2纳米图形层作为模板在以蓝宝石为衬底的n-GaN单晶层上制备了InGaN/GaN多量子阱纳米线,并成功实现了其发光二极管器件(LED)。场发射扫描电子显微镜(FESEM)的测量结果表明,InGaN/GaN多量子阱纳米线具有光滑的表面形貌和三角形的剖面结构。室温下阴极射线荧光谱(CL)的测试发现了位于461 nm处的强发光峰,其峰位与多量子阱薄膜相比发生了明显的蓝移。I-V测量表明,多量子阱纳米线LED具有典型的p-n结伏安特性,在20 mA注入电流下,开启电压为4.28 V,且与多量子阱LED的绿色发光相比,其电致发光偏紫色。

铟组分不同的InGaN材料的光致发光特性

利用光致发光谱研究了不同组分铟镓氮材料的光学特性.发现随着温度升高,2个样品的主峰表现出一种行为:半高宽度(FWHM)增加时,主峰位置红移;半高宽度减少时,主峰位置蓝移.对所得数据进行Arrhenius拟合,比较激活能得出结论:样品B中的非辐射复合中心比样品A中的易被激活;样品B中的载流子逃逸效应比样品A中更为明显.从而解释了2个样品发光效率不同的原因,为样品的改良提供了理论依据.