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近年来,以Ⅲ族氮化物和ZnO基氧化物为代表的宽带隙半导体材料的优异性能已经受到广泛的关注,对宽带隙半导体材料的各种研究也越来越多。本论文以研究多晶AlN光学性质和非极性面ZnO薄膜材料光学性质为主要内容,得到的主要结果如下:
一、利用微区拉曼谱仪研究了晶面方向与拉曼频率的关系,观察到了E12和E22峰位基本不随测量位置变化,与晶界无关,但是E1(TO),A1(LO)和Quasi-LO声子峰位却明显与晶界有关,为研究晶粒间、晶粒内应力提供了有效手段。通过拉曼频率的变化以及与转动能级、振动能级的对应关系证明多晶AlN内部应力比较复杂。
二、测量AlN的红外吸收谱,观察到了与CH,CH2和CH3三个局域振动模相关的2848,2916和2950 cm-1吸收峰及其随温度升高而蓝移;另外还观察到了1805和1810cm-1处的两个吸收峰,根据吸收峰位随温度增加而红移的特殊关系,推测这两个吸收峰与SiH有关。
三、测量了A面(11-20)ZnO薄膜的PL光谱,在低温(4k)下观察到了476、479nm两处新的杂质峰和390 nm附近的激子峰。在A面(11-20)ZnO薄膜样品上选取不同区域的点,低温(4K)下对390 nm附近激子峰进行测量,观察到该激子峰有很大的变化,甚至有的地方没有激子峰信号,说明该生长方法生长而得的A面(11-20)ZnO薄膜不均匀。
四、低温(4k)下测量(11-20)ZnO薄膜的偏振PL光谱,观察到390nm激子峰和476、479nm两处杂质峰的偏振特性。根据杂质峰能量差17mev与ZnO价带顶轻重空穴能级差一致以及这两个杂质峰的偏振特性,初步判定476nm峰来源于氧空位能级到价带轻空穴的跃迁,479nm峰来源于氧空位到价带重空穴的跃迁。