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通过金属有机化学气相沉积法制备的图案化硅(111)衬底上GaN薄膜中V型缺陷的表面详细分析
摘要： 研究了GaN薄膜中V型缺陷的生长机制。观测发现V型缺陷侧壁与GaN薄膜边界侧壁的晶面均属于{10￣11}晶面族，这表明V型缺陷的形成与边界晶面的形成一样，是自发生长的直接结果。然而当V型缺陷填充时，其侧壁生长速率远快于边界晶面，这意味着{10￣11}晶面的横向生长并非V型缺陷尺寸变化的直接原因。由于V型缺陷源自位错，研究提出将V型缺陷生长与位错存在相关联的观点：具体而言，V型缺陷尺寸变化由位错周围生长速率决定，而该生长速率又受生长条件制约。
关键词： 透射电子显微镜，穿透位错，氮化镓
更新于2025-11-14 17:04:02
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图案化蓝宝石衬底上InGaN多量子阱中的V型缺陷与位错分析
摘要： 采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术在锥形图案化蓝宝石衬底（CPSS）上生长了InGaN/GaN多量子阱（MQW）结构。透射电子显微镜（TEM）结果表明：CPSS沟槽区域的大部分穿透位错（TDs）通过横向生长模式发生弯曲；同时在锥形图案斜坡附近观察到阶梯状位错，这些位错通过阶梯式向上扩展汇聚于锥形图案化区域的斜面，该机制能有效抑制沟槽区域内位错的垂直传播。相关位错延伸至外延生长的GaN层和MQW中，部分（a+c）型位错在多量子阱内部发生分解，形成c面失配段与V形缺陷。截面TEM观测发现：并非所有V缺陷底部都与位错相连，部分V缺陷源自MQW内应变弛豫引发的堆垛故障所产生的堆垛失配边界。
关键词： V型缺陷，透射电子显微镜（TEM），InGaN多量子阱（MQW），穿透位错（TDs）
更新于2025-09-23 15:22:29
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在GaAs衬底上生长的用于高效中红外发射器的变形InAs(Sb)/InGaAs/InAlAs纳米异质结构
摘要： 目前，工作在3-5微米中红外（mid-IR）波段的高效半导体激光器与发光二极管在气体传感、无创医疗检测、红外光谱等诸多领域需求旺盛。传统上采用晶格常数约6.1?的III-V族化合物实现该波段器件。虽然利用In(Ga,Al)As化合物在GaAs衬底上制备此类发射器的构想颇具吸引力，但基于赝晶AlGaAs的量子级联激光器存在最低工作波长约8微米的限制，或需采用厚应变缓冲层（MBLs）来降低有源区穿透位错（TDs）密度——这些位错会显著削弱中红外发射器的量子效率。本综述详细报道了通过分子束外延（MBE）在GaAs(001)衬底上采用凸变梯度InxAl1-xAs MBLs制备含II型/ I型复合InSb/InAs/InGaAs量子阱（QW）的In(Ga,Al)As异质结构以实现高效中红外发射器（3-3.6微米）的研究成果。我们结合MBE生长条件和器件结构设计，探讨了应变弛豫、弹性应力平衡以及10-300K温度下辐射与非辐射复合效率等关键问题。研究综合运用原位反射高能电子衍射、原子力显微镜（AFM）、扫描/透射电镜、X射线衍射、倒易空间映射、选区电子衍射及光致发光（PL）、傅里叶变换红外光谱等技术，系统分析了应变量子阱的结构与光学特性。通过优化生长条件（衬底温度、As4/III比）及调控MBL与InAlAs虚拟衬底间In组分逆阶梯分布形成的弹性应变分布，成功将TD密度降至3×107 cm?2，使近表面低TD密度MBL区域厚度增至250-300纳米，AFM测得表面粗糙度均方根值低至1.6-2.4纳米，并使该结构在300K温度下仍保持较强的3.5微米PL强度。结果表明：在最佳MBE条件下生长的优化设计应变InSb/In(Ga,Al)As QW异质结构，为GaAs平台实现高效中红外发射器提供了极具前景的解决方案。
关键词： 缓冲层、非辐射复合、中红外发射器、光致发光、变形异质结构、锑化铟、砷化铟、结构特性、分子束外延、纳米结构、铟镓铝三元合金、穿透位错、量子阱
更新于2025-09-04 15:30:14
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Si(001)衬底上生长的半极性GaN缺陷结构的不对称性
摘要： 通过透射电子显微镜研究了在Si(001)衬底上采用缓冲层并通过氢化物-氯化物气相外延生长的厚约15微米半极性氮化镓(GaN)层的缺陷结构。揭示并分析了GaN外延层缺陷结构的不对称性，讨论了这种不对称性对生长中外延层穿透位错密度下降速率的影响。
关键词： 透射电子显微镜、半极性氮化镓、穿透位错、氢化物-氯化物气相外延、缺陷结构
更新于2025-09-04 15:30:14