Eu,Mg共掺GaN薄膜的结构和发光性能研究

摘要：

通过离子注入,将Eu和Mg共掺杂到金属有机化学气相沉积方法生长的GaN薄膜中,Mg的注入剂量保持为5×1013 cm-2,Eu的剂量依次为1×1014,5×1014和1×1015cm-2.采用X射线衍射(XRD)、Raman散射和光致发光研究了样品的结构和发光特性.X射线衍射和Raman散射揭示了GaN∶Eu样品和GaN∶Eu,Mg样品内部的应力随Eu注入剂量变化展现出相同的变化趋势,在Eu注入剂量从1×1014cm-2提高到5×1014cm-2后会导致GaN晶格收缩,产生张应力;当Eu注入剂量从5×1014cm-2提高到1×1015cm-2,会导致晶格膨胀,产生压应力.光致发光测试结果表明,GaN∶Eu,Mg样品中Mg的存在能够减少Eu周围的本征缺陷,抑制黄光发射,增强GaN基质与Eu3+之间的能量传递,导致与Eu相关的发射峰强度整体增强,且Mg的存在并不改变Eu相关的发光峰峰位,也没有引入新的发光峰.随着Eu/Mg剂量比的增加,发光强度增强倍数呈现先增加后减小的趋势,且在Eu/Mg剂量比为10∶1时,此时Eu发光得到最大程度的增强,为GaN∶Eu发光强度的6.6倍.

关键词：光电子学、GaN、离子注入、光致发光、光学特性

所属期刊栏目：44

分类号：TN304(半导体技术)

资助基金：江苏省自然科学基金项目;国家自然科学基金项目;江苏省十三五重点学科项目;江苏省研究生科研创新计划项目;苏州科技大学研究生培养创新工程项目

在线出版日期：2021-03-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1170-1176