金属有机物化学气相沉积法制备的锰掺杂氮化镓薄膜的结构和光学性质

崔旭高12; 袁浩3; 沙文健3; 朱胜南3

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为研究锰价态对掺杂氮化镓薄膜的光学性质影响,采用金属有机物化学气相沉积技术在不同的温度下生长锰掺杂的氮化镓外延薄膜材料。采用原子力显微镜探测不同温度下生长的样品表面;X射线光谱仪探测样品中锰的化学价态;光致荧光谱仪测量不同样品的可见光段和红外波段的光学性质。测试结果表明在900-980℃温度范围,样品表面平整无杂相;此范围为优化的生长温度。其后,在优化的生长温度下,生长重掺杂薄膜样品;X光谱仪测试结果表明锰以2价或3价态形式代替镓原子存在。光致荧光谱测试结果表明,除了在可见光的紫光波段,所有样品均具有8个精细发光结构,不受生长温度影响之外,在其他测试范围,发光性质取决于生长温度。对于在低温下生长的薄膜,可探测到较强的天蓝色发光带,这个发光带是与镓金属在表面积累相关;而对于在相对较高温度下生长的薄膜,可探测到较强的红外发光带,并且具有零声子线和声子伴线的精细结构特征。这个红外发光带是Mn3＋内电子自旋允态的5 T2→5 E跃迁而引起的展宽的零声子线和声子伴线;并且声子伴线分别对应于GaN特征拉曼散射峰。上述结果表明,生长温度发生改变,氨气分解产生变化,导致氮空位发生变化,可以使得锰掺杂氮化镓中锰离子充电或放电,改变了价态,从而改变了材料的光学性质。此规律为人工制备具有不同光学性质的材料提供参考。

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来源
《中国科技论文》 |2016年第22期|P.2601-2605|共5页
作者
崔旭高12; 袁浩3; 沙文健3; 朱胜南3;
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作者单位

[1]复旦大学信息科学与工程学院,上海200433;

[2]复旦大学先进照明技术教育部工程研究中心,上海200433;

[3]泰州市华强照明器材有限公司,江苏泰州225324;

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正文语种 CHI
中图分类 O472.3;
关键词
光学性质; 金属有机物化学气相沉积; 锰掺杂氮化镓; 锰价态;

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