離子束輻照導致inxga1xn(0.32≤x≤1.0)薄膜表面形貌及化學組分的變化

1、分類號：分類號：O571.33密級：密級：公開公開研究生學位論文論文題目（中文）論文題目（中文）離子離子束輻照導致輻照導致InxGa1xN(0.32≤x≤1.0)薄膜表面形貌及表面形貌及化學組化學組分的變化變化論文題目（外文）論文題目（外文）IonbeaminducedchangesonsurfacemphologychemicalcompositionofInxGa1xN(0.32≤x≤1.0)films研究生姓名研究生姓名彭金鑫彭金

2、鑫學科、專業(yè)學科、專業(yè)工程工程核能與核技術工程核能與核技術工程研究方向研究方向射線與物質相互作用射線與物質相互作用學位級別學位級別工程工程碩士碩士導師姓名、職稱導師姓名、職稱張利民張利民副教授教授論文工作論文工作起止年月起止年月20142014年9月至月至20172017年5月論文提交日期論文提交日期20172017年5月論文答辯日期論文答辯日期20172017年5月學位授予日期學位授予日期校址：甘肅省蘭州市校址：甘肅省蘭州市I離子束輻

3、照導致離子束輻照導致InxGa1xN(0.32≤x≤1.0)薄膜表面形貌膜表面形貌及化學組分的變化及化學組分的變化中文摘要中文摘要InGaN是重要的III族氮化物半導體材料，已經被廣泛應用于光電器件的制作，并對發(fā)展新一代的太陽能光伏器件具有獨特的應用前景。研究離子束的輻照損傷效應對于離子注入技術在InGaN材料中的應用以及InGaN基半導體器件的抗輻射評價等具有重要意義。近年來，作者所在課題小組對離子束輻照導致InGaN薄膜微結構、光學

4、和電學性質的變化進行了研究。本論文旨在研究載能離子輻照導致InGaN表面形貌和化學組分的變化。我們使用5MeVXe離子分別在室溫和500℃下對纖鋅礦結構的InxGa1xN(0.32≤x≤1.0)薄膜進行了輻照，然后利用光學顯微鏡(OM)、原子力顯微鏡(AFM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線能量色散譜(EDS)、X射線光電子能譜(XPS)和Raman光譜等對薄膜的表面形貌和化學組分進行了測試與分析，并對室溫Xe離子輻照的薄膜進行了高溫

5、(500℃)退火研究。研究結果表明：(1)當室溫Xe離子輻照的劑量達到31013cm2時，富GaInxGa1xN(x0.5)薄膜的表面幾乎沒有發(fā)生變化，而富In薄膜的表面出現(xiàn)了直徑約為幾個μm的凸起凹坑，這與輻照薄膜中N2氣泡的形成有關；(2)輻照后500℃的退火會使得薄膜表面的損傷程度變得更加嚴重，這被歸因于較小的N2氣泡在高溫退火過程中會相互合并形成較大的氣泡；(3)對于500℃的高溫Xe離子輻照，當離子輻照量增加至31013cm2

6、時，由于增強的動態(tài)退火效應薄膜表面的損傷程度明顯低于室溫輻照的情況，但當離子輻照量繼續(xù)增加至61013cm2時，富In薄膜發(fā)生了剝落；(4)輻照導致了薄膜表面金屬原子的氧化，氧化程度隨著In組分的增加而增大；(5)輻照后富In薄膜表面N原子的濃度明顯降低，這可能與N2氣泡的形成和釋放有關?？傮w而言，我們的研究結果清楚的顯示離子輻照導致InxGa1xN表面的損傷程度會隨著x的增加而顯著增大，研究結果對于離子束技術在InGaN材料中的應用可