半导体氮化铟(InN)的晶格振动

本文总结了新型半导体InN薄膜晶格振动研究的现状,主要为Raman散射光谱及部分红外光谱的研究结果。重点内容为InN(包括六方纤锌矿结构和立方闪锌矿结构)的布里渊区中心(Γ点)声子结构、电子激发态(等离子激元)与纵光学声子耦合、无序化激发模和晶格振动模的温度、应力效应等,也涉及部分和InN有关的氮化物合金以及超晶格、量子阱和量子点等结构的晶格振动研究。同时对相关材料和结构的Raman光谱研究作了一些展望。

磁控溅射法制备InN薄膜的可控生长及表征

为了开发氮化铟(InN)半导体材料在光电子领域的应用,采用磁控溅射法在Si(111)衬底上实现了InN薄膜的制备。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对获得的InN薄膜样品进行表征,系统地研究了压强、Ar和N2流量比及衬底温度对InN薄膜结构、形貌的影响。结果表明:随着压强的增加,(101)峰的强度先增加后减小,晶面距离d先变小后变大且均获得三角锥形的InN薄膜;随着Ar与N2流量比的增加,InN薄膜的生长取向由沿(101)面变为沿(002)面生长且均获得三角锥状的InN晶粒;随着衬底温度的升高,InN薄膜的生长取向发生了变化且形貌逐渐由三角锥状向截面为六方的颗粒状结构转化。

氮气体积分数对ITO上制备InN薄膜物理特性的影响

采用磁控溅射法在氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上制备InN薄膜,研究了氮气体积分数对InN薄膜晶体结构、表面形貌和光电特性的影响。X射线衍射测试结果表明,所制备的InN薄膜均为六方纤锌矿结构,且随着氮气体积分数的增加,InN薄膜由沿(101)面择优生长逐渐变为沿(002)面择优生长。原子力显微镜结果表明,随着氮气体积分数的增加,InN薄膜表面粗糙度逐渐减小。此外,通过光致发光谱和光学吸收谱测得氮气体积分数为100%时制备的InN薄膜禁带宽度分别为1.45 eV和1.47 eV。霍尔测试结果表明,InN薄膜均呈现n型导电特性,且随着氮气体积分数的增加,其迁移率由4.57 cm2·V-1·s-1增加至12.2 cm2·V-1·s-1,载流子浓度由8.498×1021 cm-3减小至2.041×1021 cm-3,电阻率由16.08×10-4Ω·cm减小至2.118×10-4Ω·cm。该研究为InN在高效太阳电池及发光器件领域的应用提供有益的参考。

快离子导体及其在电致变色器件中的应用

介绍了快离子导体材料的性能、结构特征及其应用领域。着重讨论了电致变色器件中快离子导体材料的特性、制备工艺及其对电致变色器件性能的影响。并对目前电致变色器件快离子导体材料的研究状况、结果、存在的问题及今后的研究课题进行了论述。

六方InN薄膜的载流子输运特性研究

通过变温 (10— 30 0K)暗电流特性研究了射频磁控溅射法生长在半绝缘GaAs (111)衬底上的六方InN薄膜的载流子输运过程 .在晶界势垒模型的基础上 ,发现InN薄膜的电导特性取决于材料内部的晶界势垒高度 ,载流子输运特性是由于空穴在晶界处的积累决定的 .从获得的InN薄膜晶界势垒高度 ,可以估算出InN薄膜内的缺陷浓度 ,结果与显微拉曼散射实验结果相一致 ,这进一步说明了晶界势垒模型适用于描述InN中的载流子输运特性 .

利用X射线衍射研究Mg掺杂的InN的快速退火特性

研究了不同的快速退火(RTA)温度对Mg掺杂的InN材料的影响。根据马赛克微晶模型,利用X射线衍射(XRD)技术,对样品的对称面和非对称面做ω扫描,并且通过倒异空间图(RSM)扫描,拟合得到了刃位错与螺位错密度,并且根据在不同快速退火温度条件下位错密度的比较,同时结合迁移率的测量结果,发现快速退火温度采用400℃能有效地提高晶体的质量。原因在于快速退火能有效地激活Mg原子活性,降低材料中的载流子浓度,同时快速退火采用的氮气气氛能补偿部分起施主作用的氮空位,降低材料中载流子浓度的同时也降低了缺陷。同时,(002)面的摇摆曲线半峰全宽(FWHM)也很好地验证了所得结果。