MBE制备GaN纳米柱阵列的光学特性

使用U-4100紫外可见光光度计和QM40稳态/瞬态荧光光谱仪分别对不同V/Ⅲ比分子束外延(MBE)制备的GaN纳米柱阵列进行了测试,分析了V/Ⅲ比对GaN纳米柱表面形貌及发光特性的影响。反射光谱、透射光谱和室温稳态光致发光光谱结果表明:MBE制备的GaN纳米柱阵列其V/Ⅲ比直接影响纳米柱的带边发光、黄带发光、蓝带发光和光吸收等光学特性。当波长为480 nm蓝光段时,纳米柱有最强的反射能力。纳米柱V/Ⅲ比为6∶1时反射率峰值最大,约为55%,且峰值随V/Ⅲ比的变化交替变化。纳米柱V/Ⅲ比为8∶1时透射率最大。纳米柱V/Ⅲ比为10∶1时黄带发光几乎消失,且365 nm附近的带边发光和440 nm附近的蓝带发光增强。拟合结果中370 nm为主要的带边发光峰。

利用自组装Ni纳米点为掩膜制备GaN纳米柱阵列

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和电子束蒸发法在Si基GaN模板上先后淀积一层SiO2和Ni薄膜,接着在氮气中快速热退火(RTA)自组装生长Ni纳米点,最后以Ni纳米点为掩膜制备GaN纳米柱阵列,研究其制备条件的影响。扫描电镜(SEM)分析显示,随着Ni层厚度的减小、退火温度的降低和时间的延长,Ni纳米点的平均尺寸减小、密度增大。光致发光谱(PL)研究表明,GaN纳米柱比GaN模板的发光强度提高了约20倍,带边峰发生27 meV蓝移,这归因于GaN纳米柱具有较大的比表面积和张应力的部分弛豫。