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V型坑对金属有机化学气相沉积生长的GaN外延层性能的影响
摘要： 揭示V型坑对GaN性能的影响是理解和控制缺陷、从而提升GaN基器件性能的关键。本研究考察了V型坑对GaN外延层形貌、光学、结构及应变特性的影响。通过改变金属有机化学气相沉积生长参数，获得了不同V型坑密度的GaN薄膜。采用扫描电子显微镜、光致发光、高分辨X射线衍射和拉曼光谱表征V型坑对GaN薄膜的影响。结果表明：V型坑侧壁可能具有比平坦区域更高的带隙，能抑制与浅施主能级相关的辐射复合；此外，V型坑可在不明显破坏结构特性的前提下释放应力。本研究结果对调控和利用V型坑具有重要指导意义。
关键词： 金属有机化学气相沉积，V型坑，氮化镓，缺陷
更新于2025-09-09 09:28:46
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《成像与电子物理进展》|| 氮化铝/氮化镓及铟铝氮/氮化镓分布式布拉格反射镜
摘要： 本章对两种由周期性堆叠的III族氮化物层构成的分布式布拉格反射器（DBR）多层异质结构进行了高分辨率单色化扫描透射电子显微镜-电子能量损失谱（STEM-EELS）表征。这些异质结构由马德里理工大学光电子系统与微技术研究所（ISOM）E. Calleja团队生长，其中一种DBR由AlN和GaN层交替堆叠构成，另一种则采用与GaN晶格匹配的InAlN材料。通过亚纳米空间分辨率和<200 meV能量分辨率的EELS技术评估了结构的电学特性。采用零损耗峰（ZLP）扣除与解卷积方法处理EELS信号，并结合电子散射分布的理论模型进行非线性拟合分析。基于此，利用对数比值公式计算与电子非弹性平均自由程相关的相对厚度。同时采用洛伦兹模型和德鲁德自由电子模型对体等离子体峰进行拟合——如前所述，在III族氮化物合金中，该峰的能量位置可通过维加德定律关联化学成分变化；而在德鲁德等离子体模型框架下，材料结构特性信息可从振荡寿命中获取。通过实验与模拟的高角环形暗场（HAADF）图像进一步补充了这些层的结构与化学表征。最终运用克拉默斯-克勒尼希分析提取了材料的介电响应信息。本研究结果显著深化了对这些结构电光特性宏观表征的既有认知。
关键词： 氮化铝/氮化镓，铟铝氮/氮化镓，克拉默斯-克勒尼希分析，扫描透射电子显微镜-电子能量损失谱，维加德定律，等离子体峰，分布布拉格反射镜
更新于2025-09-04 15:30:14
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汽车应用中大功率宽禁带半导体电子与光子器件的热管理与特性表征
摘要： 基于氮化镓的高功率宽禁带半导体电子器件与光子器件因其高能量转换效率、强健耐用性及优异的瞬态性能，被视为替代汽车应用传统器件的理想选择。然而器件有源区产生的显著热量会损害其性能与可靠性，因此热管理对氮化镓高功率电子与光子器件的发展至关重要。本文系统综述了产学研界针对氮化镓横向功率/射频晶体管及发光二极管（LED）的热管理策略研究，内容分为三部分：（1）用于研究氮化镓电子与光子器件的热测量技术调研，包括红外热成像、拉曼测温及热反射热成像；（2）氮化镓功率电子器件的实用热管理方案；（3）汽车照明用氮化镓LED的封装技术与冷却系统。
关键词： 半导体、拉曼测温法、红外热成像、大功率、汽车应用、发光二极管、热反射热成像、氮化镓、热管理、宽禁带
更新于2025-09-04 15:30:14
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氮化镓高电子迁移率晶体管最新研究进展综述：器件、制备与可靠性
摘要： 基于氮化镓（GaN）的高电子迁移率晶体管（HEMTs）在高功率和高频器件应用中展现出卓越特性。本文综述了AlGaN/GaN HEMTs的最新研究进展，内容包括以下部分：首先讨论器件制备中的挑战及优化方案；其次介绍器件制备技术的最新进展；最后探讨模拟研究中一些具有前景的器件结构。
关键词： 高电子迁移率晶体管（HEMTs）、p型氮化镓（p-GaN）、增强型、氮化铝镓/氮化镓（AlGaN/GaN）
更新于2025-09-04 15:30:14
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铝预沉积层对硅(111)衬底上氮化镓结晶质量的影响
摘要： 研究了不同条件下金属铝预沉积对金属有机化学气相沉积(MOCVD)法在Si(111)衬底上生长GaN的影响。铝预沉积能改善Si上生长的GaN表面形貌和晶体质量。铝预沉积层、AlN及GaN的表面形貌随铝预沉积温度而变化。随着铝预沉积温度升高，由于铝原子横向迁移率增加，观察到铝预沉积层中铝团簇尺寸增大。约750°C下进行的铝预沉积可在Si(111)衬底上生长出无坑洞的GaN层。
关键词： 氮化镓，铝预沉积，金属有机化学气相沉积，硅
更新于2025-09-04 15:30:14
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极性、非极性和半极性GaN表面在氧化物气相外延生长过程中的第一性原理研究
摘要： 采用第一性原理计算研究了极化、非极化和半极化GaN表面在氧化物气相外延（OVPE）生长过程中的稳定结构。通过表面相图描述了温度与压力生长条件与稳定表面结构的关系。结果表明：O原子能稳定嵌入N极化和非极化表面的N空位位点。估算O原子从GaN表面脱附能约为7电子伏特或更高，这说明在1500K的OVPE生长条件下O原子不易从GaN表面脱附。在计算值中，(000-1)表面的脱附能最高，(10-1-1)表面的脱附能最小，其他表面间的脱附能差异不显著。
关键词： 第一性原理计算、脱附能、有机金属气相外延（OVPE）、表面相图、氮化镓（GaN）
更新于2025-09-04 15:30:14
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原子层沉积Al2O3薄膜与AlGaN/GaN异质结构界面处的硫掺杂
摘要： 基于对电荷构型和电子能带结构的理解，通过制备与数值模拟研究了原子层沉积Al2O3薄膜与AlGaN/GaN异质结构界面处的表面掺杂行为。在沉积Al2O3栅绝缘层前，采用不同温度的H2S环境退火实现硫掺杂。通过三甲基铝和水基原子层沉积工艺，在经硫处理的GaN盖层/AlGaN势垒/GaN结构上形成Al2O3薄膜，随后溅射TiN电极并进行成膜气体退火。飞行时间二次离子质谱显示硫元素集中分布于Al2O3/GaN盖层界面，其浓度随退火温度升高而增加。硫诱导产生的Al2O3/GaN盖层界面正电荷提升了二维电子气密度，并使夹断电压向负方向偏移。硫在GaN盖层和AlGaN势垒中的扩散会抑制正栅压下的电子积累，同时使溢出区的积累电压向正方向移动。此外，掺入的硫有效抑制了栅极漏电流。
关键词： 硫化氢、电介质、氮化镓、硫退火、界面、氮化铝镓
更新于2025-09-04 15:30:14
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基于等离子体辅助分子束外延技术在c面蓝宝石衬底上生长的超薄GaN/AlN多量子阱结构，实现的高效电子束泵浦亚240纳米紫外发射器
摘要： 我们报道了在富金属条件及低温（>700°C）下，通过等离子体辅助分子束外延技术在c面蓝宝石衬底上生长的阱宽为dw=1-4个单原子层（MLs）的GaN/AlN单量子阱与多量子阱（QW）异质结构的内建结构与发光特性。扫描透射电子显微镜和X射线衍射分析均证实形成了具有陡峭对称界面的平面型量子阱。在300K温度下，采用电子束泵浦的深紫外（1.5ML-GaN/5.5nm-AlN）360周期多量子阱发射器实现了峰值波长235nm处150mW的脉冲扫描输出功率与28mW的连续波输出功率，其最高效率达0.75%。
关键词： 等离子体辅助分子束外延、电子束泵浦、深紫外发射器、氮化镓/氮化铝、量子阱
更新于2025-09-04 15:30:14
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弱磁场下蓝宝石衬底上GaN薄膜光学性质的改性
摘要： 我们研究了蓝宝石衬底上GaN薄膜在弱磁?。╓MF）处理后光学透过率的改变。测量在300K温度下320-1100nm波长范围内进行，结果显示WMF处理后700-800nm以上波长的透射光谱发生变化。我们采用三层模型模拟透射光谱，发现WMF引起的光学厚度变化不足以解释实验与模拟光谱之间的差异。要获得完全一致的结果，必须考虑GaN折射率和/或空气-GaN界面反射系数的改变。我们将这些WMF相关效应解释为：亚稳态复合物从结构内部边界向表面扩散溶解后，点缺陷的迁移改变了GaN薄膜的光学特性。
关键词： 反射率、透射率、弱磁场、氮化镓
更新于2025-09-04 15:30:14
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迈向皮米级分辨率的模拟：重新审视氮化镓中的反演畴界
摘要： 受氮化镓中反转畴界（IDB）最新高分辨率研究结果的启发，我们通过第一性原理DFT计算优化了Northrup等人建立的经典原子模型IDB*。这使得我们能够复现相干X射线衍射获得的实验结果——该结果显示极性畴存在微小附加位移，特别是沿六方晶向的8皮米偏移。我们详细讨论了边界条件与静电?。↖DB-IDB及IDB-表面相互作用）对结果的影响以及亚稳态解的存在性，以强调该方法的精确性。这些结果表明先进表征技术与前沿第一性原理计算之间存在协同效应，为皮米级缺陷结构分析开辟了新途径。
关键词： 皮米级分辨率，从头算密度泛函理论计算，相干X射线衍射，氮化镓，反演畴界
更新于2025-09-04 15:30:14