新型半導體氮化銦薄膜的光學性質.pdf

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

2、現(xiàn)狀作了一個綜述，總結了最近一段時間關于InN的聲子結構、Raman光譜的溫度，壓力效應和帶隙的爭論等研究。針對當前的研究現(xiàn)狀，把本文工作重點集中在以下幾個信息還比較缺乏的方面：InN晶格振動模的溫度效應、帶隙問題、高臨界點躍遷、生長條件對晶體性質的影響以及隨深度變化晶體性質的變化等。 對于MOVPE生長的InN，在考慮了Burstein-Moss效應外，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。另外運用了一個詳細的模型（考慮了晶格熱膨脹、殘余應力和多聲子耦合）來描述其Raman峰位都隨著測量溫度的增加而紅移，峰寬藍移的現(xiàn)象。此外還運用Adachi公式擬合了從可見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躍遷和經(jīng)驗贗勢模型計算的能帶結構的躍遷有著很好的對應。 對磁控濺射生長在寶石襯底上的InN薄膜，通過Raman、發(fā)光和透射光譜總結出較高的生長溫度能夠

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