掺铒GaN薄膜光致发光的研究

采用傅立叶变换红外光谱（FT－IR）研究了掺铒GaN薄膜光致发光特性，光致发光谱（PL）的测量结果表明

横向外延GaN结晶质量的同步辐射研究

采用同步辐射X光衍射技术研究了α-Al_2O_3(0001)衬底上横向外延GaN的结构特征。发现横向生长区的GaN（0001）晶面与窗口区的GaN(0001)晶面在垂直掩模方向上存在取向差。ω/2θ联动扫描发现横向生长区的GaN的衍射峰半高宽约为窗口区GaN的一半，这表明横向外延生长技术在降低GaN穿透位错密度的同时，还能大幅度提高GaN的晶粒尺寸。

分子束外延AlGaN/GaN异质结场效应晶体管材料

用自组装的氮源分子束外延（NH_3-MBE）系统和射频等离子体辅助分子束外延（PA-MBE）系统在C面蓝宝石衬底上外延了优质GaN以及AlGaN/GaN二维电子气材料。GaN膜（1.2 μm厚）室温电子迁移率达300 cm~2/V·s，背景电子浓度低至2 * 10~(17) cm~(-3)。双晶X射线衍射（0002）摇摆曲线半高宽为6 arcmin。AlGaN/GaN二维电子气材料最高的室温和77 K二维电子气电子迁移率分别为730 cm~2/V·s和1200 cm~2/V·s，相应的电子面密度分别是7.6 * 10~(12) cm~(-2)和7.1 * 10~(12) cm~(-2)；用所外延的AlGaN/GaN二维电子气材料制备出了性能良好的AlGaN/GaN HFET（异质结场效应晶体管），室温跨导为50 mS/mm（栅长1 μm），截止频率达13 GHz（栅长0.5 μm）。该器件在300 ℃出现明显的并联电导，这可能是材料中的深中心在高温被激活所致。

用侧向外延生长法降低立方相GaN中的层错密度

尝试用侧向外延（ELOG）方法来降低立方相GaN中的层错密度。侧向外延是在SiO_2/GaN/GaAs图像形底上进行的，对生长所得的立方相GaN外延层用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）进行了观察和分析，TEM的平面像表明经过ELOG方法生长后，立方相GaN外延层中的层错密度由侧向外延生长前的5 * 10~9cm~(-2)降低至生长后的6 * 10~8cm~(-2)。双晶X射线衍射（DCXRD）测量给出侧向外延前后外延层ω扫描（002）衍射摇摆曲线的半高宽（FWHM）分别为33’和17.8’，表明晶体质量有了较大改善。对立方相GaN侧向外延过程中层错减少的机制进行了讨论。

(111)Si上外延生长六方GaN的TEM观察

利用衍衬、SAED、HRTEM对在（111）Si上外延生长的六方GaN进行了观察分析。GaN外延层与缓冲层和基底的取向关系为(0001)_(GaN)∥(0001)_(AlN)∥(111)_(Si)，[11(2-bar)0]_(GaN)∥[11(2-bar)0]_(AlN)∥[110]_(Si)。GaN外延层中存在倒反畴。GaN中位错以刃型位错为主。In_(0.1) Ga_(0.9) N/GaN的多重量子阱结构（MQW）具有阻挡穿透位错，降低位错密度的作用。

GaN/GaAs(001)与GaN/Al_2O_3(0001)外延层光辅助湿法腐蚀行为的比较

研究了用金属有机物气相外延（MOVPE）方法在GaAs(001)衬底上生长的立方相GaN(c-GaN)外延层的光辅助湿法腐蚀特性，并和生长在蓝宝石（0001）衬底上的六方相GaN(h-GaN)外延层的光辅助湿法座蚀特性进行了比较。实验发现c-GaN膜的暗态电流和光电流的变化不同于h-GaN膜的腐蚀电流的变化规律。对引起上述差异的原因进行了简单的讨论。

GaAs吸收衬底生长的立方相GaN发光二极管的工艺设计与实现

利用光学薄膜原理，计算了采用晶片键合技术来提高以GaAs为衬底的立方相GaN的出光效率的理论可行性，以Ni为粘附层，Ag为反射层的Ni/Ag/Au薄膜体系可以使立方GaN的出光效率从理论上提高2.65倍左右。实验结果证实，利用键合方法实现的以Ni/Ag/Au作为反射膜的样品的光反射率比未做键合的GaN/GaAs样品的光反射率的理论计算的459.2nm处提高了2.4倍。

Etching Behavior of GaN/GaAs(001) Epilayers Grown by MOVPE

Wet etching characteristics of cubic GAN (c-GaN) thin films grown on GaAs(001) by metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE) are investigated. The samples are etched in HCl, H_3PO_4, KOH aqueous solutions, and molten KOH at temperatures in the range of 90～300 ℃. It is found that different solution produces different etch figure on the surfaces of a sample. KOH-based solutions produce rectangular pits rather than square pits. The etch pits elongate in [1(1-bar)0] direction, indicating asymmetric etching behavior in the two orthogonal <110> directions. An explanation based on relative reactivity of the various crystallographic planes is employed to interpret qualitatively the asymmetric etching behavior. In addition, it is found that KOH aqueous solution would be more suitable than molten KOH and the two acids for the evaluation of stacking faults in c-GaN epilayers.

Growth of Cubic GaN by MOCVD at High Temperature

High quality cubic GaN (c-GaN) is grown by metalorganic vapor deposition (MOCVD) at an increased growth temperature of 900 ℃, with the growth rate of 1.6 μm/h. The full width at half maximum (FWHM) of room temperature photoluminescence (PL) for the high temperature grown GaN film is 48meV. It is smaller than that of the sample grown at 830 ℃. In X-ray diffraction (XRD) measurement, the high temperature grown GaN shows a (002) peak at 20° with a FWHM of 21'. It can be concluded that, although c-GaN is of metastable phase, high growth temperature is still beneficial to the improvement in its crystal quality. The relationship between the growth rate and growth temperature is also discussed.

MOVPE生长的GaN基蓝色与绿色LED

报道用自行研制的LP-MOVPE设备,在蓝宝石(α-Al_2O_3)衬底上生长出以InGaN为有源区的蓝光和绿光InGaN/AlGaN双异质结构以及InGaN/GaN量子阱结构的LED,其发射波长分别为430～450nm和520～540nm。

立方相GaN/GaAs（001）外延层中六角相的分布特征

于2010-11-23批量导入

GaN蓝光材料新型ZnO/Si外延衬底的溅射沉积

采用常规磁控溅射方法，通过优化工艺，在Si(100),Si(111)多种基片上沉积ZnO薄膜。利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线摇摆曲线(XRC)，对ZnO薄膜的微区形貌、结晶情况、C轴择优取向进行了详细的测试分析。结果表明，所制备的ZnO薄膜具有理想的结构特性，大多数样品测得ZnO(002)晶面XRC的半高宽(FWHM)1°左右，最小值达0.353°，优于目前国内外同类研究的最佳结果2°。并对ZnO/Si(100)与ZnO/Si(111)衬底的结果进行了比较和讨论。

立方相GaN外延层的表面起伏和高密度孪晶与六角相

利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)技术研究了低压金属有机化学气相淀积(LP-MOCVD)的立方相GaN/GaAs(001)外延层的表面起伏特征，及其与外延层极性和内部六角相、立方相微孪晶之间的联系。结果表明外延表面存在有大量沿[1-10]方向延伸的条带状台阶，而表面起伏处对应着高密度的六角相或立方相微孪晶，在表面平整的区域内其密度则较低。{111}_(Ga)和{111}_N面上形成六角相和微孪晶概率的明显差异是导致外延层表面台阶状起伏特征的根本原因。

计入衍射几何因子和多重性因子的立方GaN相含量的测定

以回摆法衍射峰的积分强度为基础，提出了X射线衍射分析单晶体时的多重性因子和衍射几何因子的概念，推导出普遍适用的相含量计算公式。利用双晶X射线多功能四圆衍射仪测绘GaN/GaAs(001)外延层中立方相(002)面、{111}面和六角相{10-10}面的极图和倒易空间Mapping，分析了六角相和立方相微孪晶的各晶面在极图中的分布特征及计算相含量时的多重性因子和衍射几何因子，并根据立方相(002)、立方相微孪晶{111}、六角相{10-11}和{10-10}衍射峰的积分强度，求得外延层中立方相微孪晶和六角相的含量。

MOVPE生长InGaN/GaN单量子阱绿光LED

于2010-11-23批量导入