论文部分内容阅读
本论文以GaN基Ⅲ族氮化物半导体材料的结构特性分析和磁学改性为主要研究内容，结合北京大学物理学院核固体物理课题组与比利时鲁汶大学核与辐射物理研究所的实验条件和技术专长，开展了以下研究工作：
(1)结合高分辨XRD衍射仪(HRXRD)及卢瑟福被散射/沟道技术(RBS/C)，对Si衬底上利用多缓冲层和单缓冲层技术生长的GaN单晶外延膜进行了晶体结构、结晶品质、弹性应变及四方畸变的详细分析研究；
(2)用卢瑟福背散射(RBS)/沟道技术研究了p-GaN上的Ni/Au电极在氧气气氛下相同合金温度(500℃)不同合金时间后的微结构演化，以揭示欧姆接触形成机制。利用背散射随机谱和RUMP模拟程序研究了电极金属之间的互扩散，用沟道探测技术分析了电极金属中的金、镍、氧的分布；
(3)结合HRXRD及RBS/C技术，精确定量了InGaN/GaN多量子阱结构中In元素的含量、分析了三元合金晶格常数及弹性应变等性质，讨论了量子阱结构对材料发光特性的影响；
(4)选择不同能量、不同剂量的Mn+离子和Co+离子在室温条件下注入n型和p型GaN薄膜，并在不同温度下进行快速热退火和常规退火处理，系统研究了离子能量、剂量、退火温度等条件对磁学改性的影响。用超导量子干涉仪(SQUID)详细测量了注入样品的各项磁学特性，如饱和磁化强度、剩磁、矫顽力、剩磁比、磁能积、居里温度等，用RBS/C结合HRXRD方法分析了退火前后样品的结构变化和损伤，并用质子激发X射线分析技术(PIXE)精确定量分析样品中Mn+离子和Co+离子的含量。