石墨烯上GaN、AlN的成核與應(yīng)力分析研究.pdf

1、氮化鎵（GaN）、氮化鋁（AlN）等寬禁帶半導(dǎo)體材料是短波長光電子器件、高溫和大功率電子器件的重要材料。石墨烯作為二維網(wǎng)狀材料，因其表面沒有懸掛鍵，層與層之間是弱相互作用的范德瓦耳斯力，將其用作襯底生長三維材料具有方便剝離易轉(zhuǎn)移的優(yōu)點(diǎn)。研究氮化鎵、氮化鋁在石墨烯襯底上的生長，發(fā)展易剝離的氮化鎵、氮化鋁襯底對(duì)于生長高質(zhì)量自支撐氮化物和生產(chǎn)易轉(zhuǎn)移、柔性光電器件具有重要意義。
　　本論文主要研究了石墨烯與GaN、AlN在生長方式上的結(jié)合

2、，包括石墨烯的制備以及石墨烯上GaN、AlN的成核。本論文也對(duì)石墨烯上GaN內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行了分析。論文采用掃描電子顯微鏡、陰極熒光光譜、透射電子顯微鏡等表征手段對(duì)石墨烯及石墨烯上 GaN、AlN的成核進(jìn)行了分析研究。論文采用拉曼光譜對(duì)石墨烯上 GaN內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行了分析研究。本論文主要分如下幾部分內(nèi)容進(jìn)行研究：
　　1.采用了兩種方案對(duì)不同石墨烯上GaN的成核進(jìn)行了研究，一種是在固態(tài)碳源石墨烯上生長GaN，另一種是在碳化硅（S

3、iC）外延石墨烯上生長GaN。兩種方案在襯底選擇、石墨烯制備方式及GaN成核機(jī)制上均不同。第一種方案采用SiO2/Si襯底上固態(tài)碳源低溫直接生長石墨烯，GaN在石墨烯上首先生長多晶成核層，后擇優(yōu)取向生長；第二種方案采用SiC上高溫外延生長石墨烯，石墨烯在SiC臺(tái)階處缺陷密度較高，在高溫和H2的作用下臺(tái)階處石墨烯出現(xiàn)穿孔，GaN在穿孔處的SiC表面成核，合并后外延生長。
　　2.進(jìn)一步采用兩種方法研究了石墨烯上AlN的成核，一種為石