重離子輻照inxga1xn(0.32≤x≤1.0)薄膜的raman光譜研究

1、分類號：分類號：0562密級：密級：公開公開研究生學位論文論文題目（中文）論文題目（中文）重離子輻照重離子輻照InxGa1xN(0.32≤x≤1.0)薄膜薄膜的Raman光譜研譜研究論文題目（外文）論文題目（外文）RamanstudyofheavyionirradiatedInxGa1xN(0.32≤x≤1.0)films研究生姓名研究生姓名胡坡學科、專業(yè)學科、專業(yè)物理物理學粒子物理與原子核物理子物理與原子核物理研究方向研究方向射線與物

2、質(zhì)相互作用射線與物質(zhì)相互作用學位級別學位級別理學理學碩士碩士導師姓名、職稱導師姓名、職稱張利民張利民副教授教授論文工作論文工作起止年月起止年月20132013年9月至月至20162016年5月論文提交日期論文提交日期20162016年5月論文答辯日期論文答辯日期20162016年5月學位授予日期學位授予日期校址：甘肅省蘭州市校址：甘肅省蘭州市I重離子輻照重離子輻照InxGa1xN（0.32≤x≤1.0）薄膜的薄膜的Raman光譜光譜研究

3、研究中文摘要中文摘要InxGa1xN是一種重要的III族氮化物半導體材料，其帶隙寬度隨著In含量x的變化，可以在0.77eV（x=1）到3.42eV（x=0）之間連續(xù)可調(diào)，覆蓋了整個可見光譜范圍，已經(jīng)被廣泛應用于電子和光電子器件的制作。離子注入技術(shù)對于InxGa1xN材料的摻雜改性，特別是實現(xiàn)P型摻雜可能具有重要的應用。但是離子注入會不可避免的在材料中產(chǎn)生輻照損傷，因此研究離子的輻照損傷效應對于離子注入技術(shù)的應用至關(guān)重要。相比于GaN，

4、目前有關(guān)離子注入輻照InxGa1xN，尤其是高In組分InxGa1xN（x0.2）材料損傷效應的研究還十分有限，對于相關(guān)損傷過程及機理的認識尚不完全清楚。本工作分別使用5MeVXe和4MeVKr離子在室溫下對纖鋅礦結(jié)構(gòu)的InxGa1xN（0.32≤x≤1.0）薄膜進行了輻照，離子輻照量的范圍為31011~61013ionscm2。輻照后，通過Raman光譜的測試對離子輻照導致薄膜結(jié)構(gòu)以及載流子濃度的變化進行了研究。Raman光譜的研究發(fā)

5、現(xiàn)：1）隨著離子輻照量的增加，InxGa1xN薄膜E2（high）和A1（LO）特征峰的半高寬逐漸展寬，同時A1（TO）和E1（LO）等禁戒峰的強度逐漸增強。通過使用E1（LO）與A1（LO）峰的強度比Dr來表征薄膜的相對無序度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相比In組分x低于0.7的InxGa1xN薄膜，更高In組分的樣品具有明顯較高的Dr值，表明薄膜的抗輻照能力隨著In組分的增加而減弱，這被歸因于InxGa1xN材料中輻照缺陷的動力學退火效率隨著In組分

6、的增加而降低；2）InxGa1xN薄膜A1（LO）峰和E1（LO）峰的峰位隨著離子輻照量的增加向低頻方向發(fā)生了移動，表明薄膜中載流子的濃度隨離子輻照而降低；3）在相同的輻照損傷劑量（dpa）下，Xe離子輻照InxGa1xN薄膜的Dr值比Kr離子輻照InxGa1xN薄膜的高，表明Xe離子輻照在薄膜中產(chǎn)生了更為明顯的結(jié)構(gòu)損傷，這是由于較重的離子在薄膜中容易產(chǎn)生缺陷密度更高的級聯(lián)碰撞。本工作的研究結(jié)果表明對于室溫Xe和Kr離子輻照，InxGa