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采用PECVD法通过超薄铂催化剂在GaN LED外延片上制备无转移类石墨烯薄膜用于透明电极应用

DOI：10.3390/ma12213533 期刊：Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 本工作直接在氮化镓(GaN)/蓝宝石发光二极管(LED)衬底上无转移生长类石墨烯薄膜(GLTFs)，并研究其电学、光学及热学特性以评估透明电极应用潜力。采用超薄铂(2 nm)作为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)催化剂，通过调整生长参数将GaN晶圆的高温暴露降至最低(沉积温度低至600°C)，确保GaN外延层完整性。对比Pt-GLTF GaN LED器件与纯Pt LED器件发现，前者在表面方阻、功耗及温度分布等关键指标均更优(光学透过率除外)，证实所开发的GLTF基透明电极具有优异的电流扩展、注入及散热功能。最重要的是，该技术无需材料转移，为GaN基光电器件透明电极提供了可扩展、可控、可重复且与半导体工艺兼容的解决方案。
作者： Fangzhu Xiong，Weiling Guo，Shiwei Feng，Xuan Li，Zaifa Du，Le Wang，Jun Deng，Jie Sun
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究直接生长在氮化镓（GaN）/蓝宝石发光二极管（LED）衬底上的免转移类石墨烯薄膜（GLTFs）的电学、光学和热学特性，以应用于透明电极。

研究成果

所制备的基于GLTF的透明电极在GaN LED中展现出优异的电流扩展、注入及散热性能，在表面方阻、开启电压和功耗方面优于纯铂电极。这种免转移工艺为GaN基光电器件的透明电极提供了一种可扩展、可控且可重复的解决方案，不过仍需进一步优化以提高光学透过率。

研究不足

基于GLTF的透明电极的光学透射率低于纯铂电极。研究还发现高温退火对2纳米铂层具有劣化作用，不过添加GLTF可抵消这一影响。

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