论文部分内容阅读
GaN和ZnO半导体材料因其在固态照明中的潜在应用而备受关注。目前基于GaN的发光二极管(LED)已经商业化,而日本科学家已经成功制作了ZnO的同质pn结。但是目前的GaN、ZnO基发光器件基本上都是以c面蓝宝石为衬底的,薄膜取向是[0001]方向。这样的发光器件受到所谓的量子限制斯塔克效应(QCSE)的影响,辐射复合效率较低,发光光谱不稳定。为了克服这个缺点而考虑生长非极性的GaN、ZnO薄膜,所用的衬底主要包括r面蓝宝石和γ-LiAlO2。本文主要是研究在γ-LiAlO2上生长的非极性GaN、ZnO薄膜的光学性质。
1.利用提拉法生长了高质量的γ-LiAlO2晶体,然后用Rietveld方法对晶体结构作了精修,获得了晶体的晶格常数和热膨胀系数。根据这些参数,分析了γ-LiAlO2作为非极性GaN、ZnO薄膜衬底的可行性。
2.利用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)法,在γ-LiAlO2(100)面和(302)面上分别生长了m面GaN和a面GaN薄膜,XRD结果证实薄膜是非极性取向的;利用激光脉冲沉积(PLD)方法,在γ-LiAlO2(302)面上生长了a面ZnO薄膜,并且用XRD、原子力显微镜(AFM)、真空紫外谱(VUV)、光致发光谱(PL)等对薄膜做了结构和性能的表征。
3.利用偏振透射谱和偏振拉曼谱分别研究了非极性GaN、ZnO薄膜的各向异性光学性质。GaN薄膜受到应力影响价带结构发生对称性的改变,偏振透射光谱反映了这一点。而对于ZnO,偏振透射谱更多的是反映了本征的能带结构。而它们的偏振拉曼谱都展现了它们作为非极性薄膜的各向异性性质。