研究目的
研究III族氮化物短周期超晶格(SPSLs)的独特性质,以设计发射深紫外光且活性层位错密度显著降低的发光器件。
研究成果
研究表明,平均氮化铝(AlN)含量高达yave~0.7、带隙超过5.1电子伏特(eV)的p型和n型AlN/AlxGa1?xN超晶格结构(SPSLs),其空穴和电子浓度可超过10^18 cm?3。在这些超晶格结构上能形成低电阻欧姆接触,其比接触电阻低于~4×10?5 Ω·cm2。不同研究团队已成功制备出基于此类超晶格结构、发射波长介于290至232纳米之间的发光二极管(LED)。
研究不足
技术限制包括:由于某些结构中缺少电子阻挡层,实现深紫外LED高效率存在困难;以及有源层中量子点的比例和分布存在优化潜力。应用限制涉及需要在廉价模板或块状AlN衬底上进一步发展生长技术。
1:实验设计与方法选择:
该综述讨论了采用分子束外延(MBE)和金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法生长III族氮化物超晶格结构,重点关注具有原位监测能力的MBE技术。
2:样品选择与数据来源:
样品生长于(0001)蓝宝石、Si(111)以及(0001)GaN/蓝宝石模板衬底上。
3:实验设备与材料清单:
设备包括MBE和MOCVD系统,材料为III族氮化物化合物及其合金。
4:实验步骤与操作流程:
详细流程包括利用反射高能电子衍射(RHEED)监测生长过程,并通过分析RHEED图谱控制结构特性。
5:数据分析方法:
采用高分辨X射线衍射(HR-XRD)和拉曼测量评估应变与位错密度,同时结合透射电子显微镜(TEM)实现纳米级分辨率分析。
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Molecular Beam Epitaxy (MBE) system
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Growth of III-Nitride SPSLs
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Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) system
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Growth of III-Nitride SPSLs
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Reflection High Energy Electron Diffraction (RHEED) system
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Monitoring the growth process of SPSLs
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High Resolution X-ray Diffraction (HR-XRD) system
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Estimation of strain and dislocation density in SPSLs
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Transmission Electron Microscopy (TEM) system
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Nanoscale resolution imaging of SPSLs
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