新型半導(dǎo)體氮化銦薄膜的光學(xué)性質(zhì).pdf

1、本文的主要內(nèi)容為新型半導(dǎo)體氮化銦（InN）薄膜的光學(xué)性質(zhì)。InN在光電子和微電子器件領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景，其光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)研究顯得非常重要。 首先介紹了半導(dǎo)體光學(xué)性質(zhì)的研究方法和實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)，即Raman散射、光致發(fā)光、反射、透射光譜的基本原理，所用實(shí)驗(yàn)儀器主要是：顯微Raman光譜儀（Jobin Yvon LabRam HR High Resolution 800UV）和HR460紫外光譜儀。 繼而對(duì)InN光學(xué)性質(zhì)研究

2、現(xiàn)狀作了一個(gè)綜述，總結(jié)了最近一段時(shí)間關(guān)于InN的聲子結(jié)構(gòu)、Raman光譜的溫度，壓力效應(yīng)和帶隙的爭(zhēng)論等研究。針對(duì)當(dāng)前的研究現(xiàn)狀，把本文工作重點(diǎn)集中在以下幾個(gè)信息還比較缺乏的方面：InN晶格振動(dòng)模的溫度效應(yīng)、帶隙問(wèn)題、高臨界點(diǎn)躍遷、生長(zhǎng)條件對(duì)晶體性質(zhì)的影響以及隨深度變化晶體性質(zhì)的變化等。 對(duì)于MOVPE生長(zhǎng)的InN，在考慮了Burstein-Moss效應(yīng)外，能帶重整化和烏爾巴赫帶尾后，從透射光譜和發(fā)光光譜求出了InN樣品的真正帶隙

3、值~1.20 eV。另外運(yùn)用了一個(gè)詳細(xì)的模型（考慮了晶格熱膨脹、殘余應(yīng)力和多聲子耦合）來(lái)描述其Raman峰位都隨著測(cè)量溫度的增加而紅移，峰寬藍(lán)移的現(xiàn)象。此外還運(yùn)用Adachi公式擬合了從可見(jiàn)光到真空紫外光波段的反射光譜 (4-20 eV)，算出了介電函數(shù)的虛部，并且所得出的高臨界點(diǎn)躍遷和經(jīng)驗(yàn)贗勢(shì)模型計(jì)算的能帶結(jié)構(gòu)的躍遷有著很好的對(duì)應(yīng)。 對(duì)磁控濺射生長(zhǎng)在寶石襯底上的InN薄膜，通過(guò)Raman、發(fā)光和透射光譜總結(jié)出較高的生長(zhǎng)溫度能夠

4、得到較好的晶格質(zhì)量，并且有AlN緩沖層的InN最佳生長(zhǎng)溫度略小于無(wú)緩沖層的。此外，還對(duì)InN薄膜進(jìn)行了正入射和側(cè)面入射的發(fā)光實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)研究了生長(zhǎng)溫度和不同深度對(duì)于發(fā)光峰的影響。隨著生長(zhǎng)溫度的升高，發(fā)光峰位紅移；隨著深度的增加，發(fā)光峰位藍(lán)移，可以把這一現(xiàn)象歸結(jié)為不同的應(yīng)力所引起的。發(fā)現(xiàn)樣品中熱應(yīng)力和冷卻應(yīng)力的綜合效果是殘余的張應(yīng)力隨著深度而變小，并且運(yùn)用應(yīng)力理論對(duì)于應(yīng)力大小進(jìn)行了估算。 以上研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)1012