InxGa1-xN/GaN应变量子点中激子的结合能

利用有效质量方法和变分原理，考虑内建电场效应和量子点的三维约束效应，研究了InxGa1-xN／GaN应变量子点中的激子结合能随量子点结构参数和量子点中In含量x的变化规律．结果表明，随着量子点高度L和半径R的增加，结合能降低，随着量子点中In含量的增加，激子的结合能增大．对给定体积的量子点，激子结合能存在一最大值，此时电子、空穴被最有效的约束在量子点内．对不同体积的量子点，最大值的位置在量子点高度L=1．7nm附近取得.     

GaN/AlxGa1-xN量子点中的激子态

在有效质量近似框架内,运用变分方法,考虑内建电场效应和量子点的三维约束效应,研究了含类氢杂质的G aN/A lxG a1-xN量子点中的激子态.结果表明:量子点中心的类氢杂质使激子的基态能降低,结合能升高,Q D系统的稳定性增强,光跃迁能减小;杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,结合能最大,系统最稳定;随着杂质从量子点的上界面沿着z轴移至下界面,激子基态能和光跃迁能增大,结合能减小.     

GaN分子光谱特性及其势能曲线的理论研究

采用从头计算组态相互作用方法研究了GaN分子的基态和较低的电子激发态的势能曲线,通过数值求解分子的原子核运动薛定谔方程,获得了束缚电子态的光谱参数.对GaN分子光谱参数研究的结果可为以后的实验研究提供理论支持.     

半导体光电结构材料及其应用

半导体光电结构材料广泛应用于信息、照明、交通、能源、医疗、军事等领域.介绍了厦门大学近年来在半导体光电结构材料研究的进展,着重介绍高Al组分AlGaN、高In组分InGaN、GaN基半导体、Si基半导体、ZnO基半导体等结构材料研发中所取得的进展及其在大功率LED、紫外LED、激光器、探测器、太阳能电池等光电器件中的应用.     

制备GaN基材料的数值模拟研究进展

综述了紫外探测器的实际应用,特别介绍了紫外预警系统的作用原理;详细介绍了GaN基材料及其生长方法;对MOCVD法制备GaN基材料的过程做了详细描述,特别介绍了国内外MOCVD系统制备GaN基材料的数值模拟方法。     

Investigation of microenvironment-depended photoluminescence in Eu3+-implantation of GaN

GaN thin films grown on sapphire were implanted by Eu~3+ with three different fluences (5.0×10~14 , 2.5×10~15 and 5.0×10~15cm~-2 ). The photoluminescence (PL) spectra show that, after annealing, the samples exhibit strong emission at around 622.0 nm under 325 nm laser excitation. The intensity of this emission increases by one order of magnitude after annealing at from 600 ℃ to 900 ℃. Moreover, it increases less than 2 times when the fluence increases from 5×10~14 cm~-2 to 5×10~15 cm~-2 for the sample annealing at 900 ℃. The PL emission peaks around 622 nm of samples annealing at 900 ℃ can be well clarified by Gaussian fitting into 620.2, 622.0 and 625.0 nm, which are due to the Eu~3+ related with defects, Eu~3+ occupied at substitutional positions of Ga, and that located at interstitial sites, respectively. It shows that the different microenvironments and positions of Eu~3+ are responsible for these peaks, and especially the defects introduced by implantation play an important role in the behavior of the PL because they set up an energy transmission bridge from exotic photons to Eu~3+ .     

非故意掺杂与半绝缘GaN缓冲层上的AlGaN/GaN异质结构的高温电子输运特性

研究了非故意掺杂(UID)与半绝缘(SI)GaN缓冲层(BL)上的Al0.35Ga0.65N/GaN异质结构高温下的电子输运特性,应用Hall效应系统地测量了样品在高温下的电子面密度和电子迁移率随温度变化的关系.实验发现,高温下AlGaN/GaN异质结构的电子迁移率主要受到LO声子散射的作用,其中,UID-BL样品的电子面密度随温度升高而逐渐上升,SI-BL样品的电子面密度则随温度升高呈现先下降再平衡后上升的规律.对相应的未生长AlGaN势垒层的本征GaN薄膜的高温电阻特性分析表明,随着温度的升高,UID-BL样品的电子迁移率受到背景载流子的影响逐渐增大;SI-BL样品的电子迁移率在室温附近受附加位错散射的影响较大,600K以后受背景载流子的影响缓慢增强,这对于研究AlGaN/GaN异质结构器件的高温特性具有很好的参考意义.另外,由理论计算可知,高温下二维电子气(2DEG)逐渐向势垒层和缓冲层内部扩展,电子在第一子带的占据从室温下的86%下降到700K时的81%.     

Effect of reactor pressure on the growth rate and structural properties of GaN films

The effect of reactor pressure on the growth rate, surface morphology and crystalline quality of GaN films grown on sapphire by metalorganic chemical vapor deposition is studied. The results show that as the reactor pressure increases from 2500 to 20000 Pa, the GaN surface becomes rough and the growth rate of GaN films decreases. The rough surface morphology is associated with the initial high temperature GaN islands, which are large with low density due to low adatom surface diffusion under high reactor pressure. These islands prolong the occurrence of 2D growth mode and decrease the growth rate of GaN film. Meanwhile, the large GaN islands with low density lead to the reduction of threading dislocation density during subsequent island growth and coalescence, and consequently decrease the full width at half maximum of X-ray rocking curve of the GaN film.     

AlN/GaN分布布拉格反射器反射率的研究

从理论上推导出分布布拉格反射器(DBR)反射率的计算公式,分析了GaN基材料DBR反射率与单层膜折射率、多层膜的对数、单层膜的厚度等的关系,发现20对AlN／GaN构成的1／4波长。DBR的反射率在中心波长410nm下达到了0．9995,分析了DBR反射率随单层厚度波动的影响,并发现随着正偏差的增大,最大反射率对应的波长增大．相同对数AlN／GaN多层膜的反射率比MGaN／GaN多层膜的反射率大,因此,AlN／GaN比AlGaN／GaN更适合做反射器。     

GaN LED量子阱光发射模型

在分析GaN LED量子阱结构对载流子限制和俘获的基础上,考虑量子限制Stark效应和Franz-Kddysh效应,提出了一种基于InGaN有源区的载流子复合及光发射模型.模拟结果表明LED的光发射效率和波长依赖于有源区In组分变化引起的势能涨落和阱尺寸,并得到LED发光波长红移的原因为：非故意掺杂引入新的施主能级和受主能级,新能级之间以小于带隙的能量跃迁;Franz-Keldysh效应随阱厚的增加而加强;压电极化和自发极化形成的内电场在空间上将电子和空穴隔开,但电子和空穴波函数的交叠允许它们在较低的能级上辐射复合;以及带边吸收的影响.