研究目的
研究紫外辅助电化学蚀刻制备的多孔氮化镓的应力松弛及其对蚀刻电流密度的依赖性。
研究成果
经紫外辅助电化学蚀刻制备的多孔氮化镓表现出显著的应力弛豫，且随蚀刻电流密度增大而增强，这一现象通过红移的光致发光峰和拉曼峰得到证实。其晶体质量随电流密度升高而改善，适用于生长晶格失配最小化的高质量有源层。
研究不足
该研究仅限于特定的电流密度和蚀刻时间；较高的电流密度可能会破坏GaN层，从而阻碍对薄层的精细控制。使用文献中的比例因子可能引入不确定性，且该方法在其他衬底或掺杂水平上的适用性尚未探讨。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用紫外辅助电化学蚀刻法，从Al2O3衬底上生长的n型GaN薄膜制备多孔GaN，通过改变电流密度研究应力弛豫现象，并运用光致发光（PL）和拉曼位移的理论模型进行应力计算。
2：样品选择与数据来源：
使用商业化的MOCVD法在Al2O3衬底上生长的硅掺杂n型GaN薄膜，电子浓度n=1×10^17 cm^-3。
3：实验设备与材料清单：
设备包括Keithly 220可编程电流源、紫外灯、铝欧姆接触用热蒸发系统、自制聚四氟乙烯电解池、扫描电镜（SEM）、拉曼光谱仪和光致发光光谱仪。材料包含丙酮、甲醇、氨水、氢氟酸、盐酸、硝酸、去离子水、铝、铂丝、49%氢氟酸、95%乙醇及GaN样品。
4：实验步骤与操作流程：
样品经溶剂和酸液清洗后蒸镀铝形成欧姆接触，在紫外光照射下于HF:乙醇电解液中进行恒定电流密度（5、10、20 mA/cm2）电化学蚀刻20分钟，随后冲洗干燥。通过SEM分析表面形貌，利用拉曼和PL光谱表征光学特性。
5：20 mA/cm2）电化学蚀刻20分钟，随后冲洗干燥。通过SEM分析表面形貌，利用拉曼和PL光谱表征光学特性。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：基于文献比例系数量化应力弛豫——PL峰位偏移（K=21.27±3.2 meV/GPa）和拉曼E2峰位偏移（4.2 cm?1/GPa），分析数据中的峰位、强度及半高宽参数。
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Keithly 220
220
Keithly
Programmable current source used to supply constant current densities during electrochemical etching.
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SEM
Scanning electron microscopy used to analyze surface morphology and pore characteristics of GaN samples.
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Raman spectrometer
Used for high-spatial resolution Raman spectroscopy to measure phonon modes and stress relaxation.
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PL spectrometer
Used for photoluminescence spectroscopy to measure optical properties and band-edge shifts.
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Thermal evaporation system
Used to evaporate aluminum for creating ohmic contacts on GaN samples.
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UV lamp
Provides ultraviolet light illumination during the electrochemical etching process.
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