InxGa1-xN半导体材料的发光机理研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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InxGa1-xN半导体材料的发光机理研究

项目名称：InxGa1-xN半导体材料的发光机理研究
项目类别：面上项目
批准号：10474078
申请代码：A040210
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2005-01-01-2007-12-31

项目负责人：陈光德
负责人职称：教授
依托单位：西安交通大学
批准年度：2004

中文摘要：

本项目主要采用超快时间分辨光致发光光谱学方法对InxGa1-xN合金及多量子阱材料的发光特性进行实验研究，并配合吸收光谱测量及用X射线衍射仪、原子力显微镜、扫描隧道显微镜等对InxGa1-xN半导体材料进行微区结构、成份等的分析和理论上对InxGa1-xN合金中光激发载流子扩散系数的计算等，弄清InxGa1-xN半导体材料的发光机理。实验上将对不同In含量样品材料不同微区的光致发光谱的温度特性、光激发强度特性等进行系统的测量，并将采用频率上变换方法对InxGa1-xN中光激发载流子的时间特性等动力学过程进行研究。本项目属于应用基础性研究，旨在揭示InxGa1-xN半导体材料的微观发光机理。鉴于InxGa1-xN广阔的应用背景，本项目的研究不仅在学术上有重要的价值，而且研究成果对III族氮化物材料的生长、器件设计及应用有着重要的指导意义。

中文主题词：光致发光谱，时间分辨光谱，局域激子，量子限域Stark效应，

英文摘要：

photoluminesce spetrum,time-re

英文主题词： photoluminesce spetrum,time-re

结论摘要：

测试了各种InGaN合金的吸收谱以及不同激发波长、不同激发强度、不同温度下的光致发光谱和时间分辨光致发光谱，总结出InGaN合金发光的五大特点。用局域激子复合发光和量子限域Stark效应对其都能够进行解释，这两种机制被认为是InGaN合金中的主要发光机制。采用扫描电镜，透射电镜，X射线衍射等对样品的成分和微观结构进行了研究，发现InGaN合金中存在In成分的涨落，特别是在In含量较高的样品中，有明显的相分离现象发生，出现富In团簇和量子点。确认了具有形成局域激子的结构基础。同时这种不均匀结构在InGaN合金中诱发了强烈的压电场和自发极化场，产生强烈量子限域Stark效应。研究发现这两种机制与样品厚度和微结构有密切关系，在不同样品中有主次之别。最后用Raman光谱研究了InGaN合金中的声子特性以及声子与其他激元之间的相互作用规律。通过本项目的工作，对InGaN合金的发光机理有了较为清楚的认识，对进一步提高其发光性能，设计更高效的固体发光器件具有指导意义。另外，在完成本项目计划工作的同时，我们还进行了扩展，开展了有关AlN的合成及光学性能研究，在实验和理论上已取得了一定成果。

成果综合统计