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不同退火温度的P型氮化镓薄膜光学特性的研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 GaN的基本性质

1.3 GaN的P型掺杂

1.4 GaN的外延生长

1.4.1 GaN的生长技术

1.4.2 衬底和缓冲层

1.4.3 样品的生长简介

1.5 本论文的主要研究工作

第二章 P型GaN薄膜的椭偏光谱测量及光学特性的研究

2.1 引言

2.2 椭圆偏振光谱原理简介

2.3 椭偏数据的处理流程及实验数据的获取

2.4 色散模型

2.5 P型GaN椭圆偏振光谱的研究分析

2.6 P型GaN薄膜的光学各向异性的椭偏分析

2.7 本章小结

第三章 P型GaN薄膜拉曼光谱测量及光学性质分析

3.1 引言

3.2 拉曼光谱的简介

3.3 P型GaN薄膜的拉曼光谱

3.4 P型GaN拉曼光谱空间相关模型的分析

3.5 本章小结

第四章 P型GaN薄膜光致发光光谱的测量及光学性质分析

4.1 引言

4.2 光致发光的基本原理

4.3 不同退火温度P型GaN的光致发光光谱分析

4.4 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间已发表的论文及研究成果

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摘要

第三代宽禁带半导体材料,特别是以氮化镓(GaN)为代表的三族氮化物半导体材料及其合金因其具有禁带宽度大,波长覆盖范围广,高温性能好等优越的特点而得到极大的关注和研究。目前,氮化镓及其合金被广泛应用在发光LED、半导体激光器和光电探测器等领域。由于氮化镓具有很高的n型本底载流子浓度,P型氮化镓的获取一直是个难题。目前,通过对掺镁的氮化镓进行快速的高温退火可得到高质量的P型氮化镓。氮化镓材料光学常数的研究对氮化镓基的紫外波段的光电探测器有着重要作用,对于带隙之上波段的光学常数的研究尚无定论,因此对氮化镓带隙及带隙之上的光学常数的数学公式的可靠描述研究就显得很重要。不同的退火温度对P型GaN的发光特性和外延片的质量都有影响,最优化的生长条件对氮化镓材料的生长至关重要,值得系统深入地研究。
  本论文首先介绍了氮化镓材料的研究现状、基本性质、P型氮化镓实现的方法及面临的问题、氮化镓外延生长技术及本论文所涉及的P型氮化镓样品。然后通过椭圆偏振光谱、拉曼散射光谱和光致发光光谱表征手段对不同退火温度的P型氮化镓外延片的光学常数、平面应力和发光机理进行了系统的研究。
  本论文的主要研究工作有:(1)通过对椭圆偏振数据的拟合分析,得到了Tauch-Lorentz模型可以在全波段上描述P型GaN的光学常数的结论,研究了不同退火温度对P型GaN光学常数的影响特点,及P型GaN的光学各向异性的特征。(2)利用拉曼空间相关模型对不同退火温度的P型GaN外延层的平面应力进行分析研究。(3)对不同退火温度的P型GaN的光致发光光谱进行研究,寻找最优的退火温度,分析其中发光峰的机理。分析光致发光光谱随温度变化的规律。

著录项

  • 作者

    刘玉佳;

  • 作者单位

    广西大学;

  • 授予单位 广西大学;
  • 学科 光学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 万玲玉,冯哲川;
  • 年度 2016
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TN304.23;TN304.055;
  • 关键词

    半导体薄膜; 氮化镓; 退火温度; 光学特性;

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