研究目的
研究InGaN/GaN多量子阱结构在光电子应用中的结构、形貌、光学和电学特性。
研究成果
该研究成功表征了InGaN/GaN多量子阱（MQW）结构的结构、形貌、光学及电学特性。研究发现，增加MQW周期数可提升晶体质量并降低表面粗糙度。光致发光（PL）光谱显示，由于量子限制斯塔克效应（QCSE），随着量子阱周期增加会出现红移现象。电学测量证实其具有良好的半导体特性。这些发现表明InGaN/GaN MQW结构适用于高效光电器件。
研究不足
本研究仅限于使用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术在c面蓝宝石衬底上生长的InGaN/GaN多量子阱（MQW）结构的表征。讨论了改变MQW周期和p-GaN层生长温度的影响，但未探索其他生长参数和衬底类型。
1：实验设计与方法选择
采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术在c面蓝宝石衬底上通过改变多量子阱(MQW)周期生长InGaN/GaN MQW结构。
2：样品选择与数据来源
使用2英寸c面蓝宝石衬底。前驱体为三甲基镓(TMGa)、三甲基铟(TMIn)和氨气(NH3)。
3：实验设备与材料清单
MOCVD(爱思强200/4RF-S)、高分辨X射线衍射仪(HRXRD-PANalytical X’Pert Pro MRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)(日立H-9000-NAR，LaB6灯丝，300kV，点分辨率0.18nm)、扫描电镜(SEM，卡尔蔡司EVO18)、原子力显微镜(AFM，Park XE-100)、光致发光谱(PL，光谱物理)、霍尔测量系统(ECOPIA HMS 5000)。
4：实验流程与操作步骤
生长前将蓝宝石衬底在1050℃氢气氛围中热处理10分钟。随后在520℃、V/III比3453条件下生长25nm厚GaN成核层(NL)，该成核层在1000℃退火1分钟。升温至1010℃生长2μm厚n型GaN。InGaN/GaN MQW结构在720℃(V/III比11625)生长，GaN势垒层在820℃生长。最后在920℃以300SCCM流量通入Cp2Mg生长Mg掺杂GaN层。
5：数据分析方法
采用HRXRD测定InGaN/GaN MQW结构的结晶质量、组分及厚度；HRTEM分析形貌与界面；SEM和AFM分别表征表面特性与粗糙度；室温下使用244nm氩离子激光测量样品PL；霍尔测量系统测试电学性能。
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