氮化物半導(dǎo)體低維結(jié)構(gòu)的制備及光、電性質(zhì)研究.pdf

1、眾所周知，半導(dǎo)體材料已經(jīng)在信息技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，以它們?yōu)榛A(chǔ)研發(fā)的器件正逐步進(jìn)入并改善著人們的生活。隨著世界科學(xué)研究的不斷發(fā)展，以氮化物為代表的新型半導(dǎo)體材料開(kāi)始在光電子和微電子器件應(yīng)用方面顯示出巨大的優(yōu)越性，在發(fā)光二極管、激光器等方面顯示了廣闊的應(yīng)用前景，引起了人們的廣泛研究，除此之外，新型三元半導(dǎo)體材料近年來(lái)也得到了人們廣泛地關(guān)注。其中InN、AlN以及它們的合金AlxIn1—xN等材料由于其具有獨(dú)特的應(yīng)用領(lǐng)域而成為研

2、究的熱點(diǎn)，但是，與Si/Ge等老一代半導(dǎo)體材料的成熟研究和應(yīng)用不同，新型半導(dǎo)體材料還處在研究的起步探索階段，人們對(duì)新材料的一些基本物理性質(zhì)和參數(shù)還沒(méi)有完全達(dá)成一致，因此對(duì)其物理性質(zhì)開(kāi)展進(jìn)一步研究非常必要。 本論文工作主要工作包括以下兩個(gè)方面： 1、采用射頻磁控濺射法，以AlN為緩沖層在300℃的低溫下制備了AlxIn1—xN薄膜，襯底分別為Si(111)，藍(lán)寶石(Al2O3)和玻璃。形貌和結(jié)構(gòu)分析表明以Si(111)和藍(lán)

3、寶石為襯底制得的AlxIn1—xN薄膜具有更好的晶體結(jié)構(gòu)，其帶隙小于．2.41eV、方塊電阻為40Ω/□左右，說(shuō)明薄膜質(zhì)量較好。這些結(jié)果有利于高效氮化物光電材料的發(fā)展。 2、采用基于密度泛函理論框架下的第一性原理平面波超軟贗勢(shì)(PWP)方法，結(jié)合廣義梯度近似(GGA)計(jì)算了Si摻雜InN的電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)，包括能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度、介電常數(shù)、吸收系數(shù)、反射和電子能量損失等。計(jì)算表明摻入Si后電子趨于深能級(jí)分布；介電函數(shù)虛部出現(xiàn)新峰