【摘 要】
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采用一种简单、绿色、低成本的等离子增强化学气相沉积（PECVD）法,在950℃下成功制备了高结晶质量的GaN薄膜.为了提高GaN薄膜结晶质量和弄清GaN薄膜光响应机制,研究了GaN缓冲层制备温度对GaN薄膜结晶质量和光电性能的影响.研究表明,随着GaN缓冲层制备温度的增加,GaN薄膜的结晶质量先提高后降低,在缓冲层温度为875℃时,结晶质量最高,此时计算得出的总位错密度为9.74×10~9 cm-
【机 构】
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北京工业大学材料与制造学部新能源材料与技术研究所新型功能材料教育部重点实验室
【基金项目】
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国家自然科学基金（批准号:11774017）资助的课题～～；
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采用一种简单、绿色、低成本的等离子增强化学气相沉积（PECVD）法,在950℃下成功制备了高结晶质量的GaN薄膜.为了提高GaN薄膜结晶质量和弄清GaN薄膜光响应机制,研究了GaN缓冲层制备温度对GaN薄膜结晶质量和光电性能的影响.研究表明,随着GaN缓冲层制备温度的增加,GaN薄膜的结晶质量先提高后降低,在缓冲层温度为875℃时,结晶质量最高,此时计算得出的总位错密度为9.74×10~9 cm-2,载流子迁移率为0.713 cm~2/（V·s）.经过退火后,GaN薄膜的总位错密度降低到7.38×10~9 cm-2,载流子迁移率增大到43.5 cm~2（V·s）,此时GaN薄膜光响应度为0.20 A/W,光响应时间为15.4 s,恢复时间为24 s,可应用于紫外光探测器.通过Hall测试和X射线光电子能谱仪分析得出,GaN薄膜内部存在着N空位、Ga空位或O掺杂,它们作为深阱能级束缚和复合光生电子和空穴,使得光响应度与偏压呈抛物线关系;另外,空位和O掺杂形成的深阱能级也是导致GaN薄膜的光电流响应和恢复缓慢的根本原因.
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