Nano selective area growth of GaN by MOVPE on 4H-SiC using epitaxial graphene as a mask: towards integrated III-nitride / graphene / SiC electronics and optoelectronics
我们报告的高品质的三角形GAN纳米台面的生长，30 nm厚，在4 H-SiC的C-面使用纳米选择性区域生长（NSAG）与图案化的外延生长在SiC上的石墨烯作为嵌入式掩模。NSAG解决了氮化物异质外延生长中的缺陷晶体问题，高迁移率石墨烯薄膜可以很容易地在GaN基光电子器件中提供背面低耗散电极。该方法包括首先通过碳化硅的约束控制升华在4 H-SiC的C面上生长5-8个石墨烯层的膜。然后将石墨烯膜图案化，并在石墨烯中蚀刻75纳米宽的开口阵列，露出SiC衬底。随后通过金属有机气相外延生长30纳米厚的GAN。GAN纳米台面在SiC上以完美的选择性外延生长，在通过石墨烯图案化的开口中，在石墨烯上没有成核。在SiC上的台面的向上或向下的取向，它们的三角形刻面，和横截面扫描透射电子显微镜显示，它们是双相的。核心是闪锌矿单晶，周围环绕着单晶六方纤锌矿。GAN晶体纳米台面没有穿线位错，也没有显示任何V-坑。该NSAG工艺潜在地导致高质量III族氮化物在晶片可扩展外延石墨烯/碳化硅平台上的集成。
2015-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Limitation of simple np-n tunnel junction based LEDs grown by MOVPE
我们发现的证据表明，通过金属有机物气相外延生长的GAN中的隧道结（TJ）主要由陷阱辅助（Poole-Frenkel）隧穿。这源于对TJ的仔细优化掺杂的观察。特别是p $^{++}$和n $^{++}$层远不理想。n $^{++}$层诱导3D生长，这可以通过二次离子质谱（SIMS）中的上升氧信号看到。此外，通过SIMS观察到的Mg偏析指示超过10 nm的耗尽区。尽管如此，我们可以在不使用InGaN中间层的情况下实现具有1.1V的低惩罚电压和在20 mA下约10 $^{-2}$ $Ω$ $^2$的比微分电阻的基于TJ的LED。
2020-01-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
MOVPE-grown Si-doped \b{eta}-(Al0.26Ga0.74)2O3 thin films and heterostructures
本文报道了MOVPE生长的\b{eta} -（Al_（0.26）Ga_（0.74））_2 O_3外延薄膜的n型简并掺杂和\b{eta} -（Al_（0.26）Ga_（0.74））_2 O_3/ \b{eta} -Ga_2 O_3异质结构的调制掺杂。使用HRXRD测量确认合金组成。薄膜中的载流子浓度与硅烷摩尔流量成正比。室温霍尔测量表明，在均匀掺杂的\b{eta} -（Al 0.26 Ga 0.74）2 O3层中，载流子浓度为6 × 1018 - 7.3 × 1019 cm-3，相应的电子迁移率为53-27 cm 2/V.s。调制掺杂用于在使用均匀掺杂的\b{eta}-（Al0.26Ga0.74）2 O3阻挡层和薄间隔层的\b{eta}-（Al0.26Ga0.74）2 O3/ \b{eta} -Ga 2 O3异质结构中实现2.3 × 1012 cm-2的总电子片电荷。
2019-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High-quality hexagonal boron nitride selectively grown on patterned epigraphene by MOVPE
本研究利用 h-BN 优先从石墨烯台阶成核的特性，通过预先图案化外延石墨烯并采用 MOVPE，实现高质量平坦 h-BN 的选择性生长与微/纳米异质结构制备。
2024-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Arsenic diffusion in MOVPE-Grown GaAs/Ge epitaxial structures
本文研究MOVPE生长GaAs/Ge结构时AsH3预暴露导致的As扩散与n/p结形成，发现线性扩散关系及Ge空位的作用。
2024-04-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Low Resistance Ohmic Contact On Epitaxial MOVPE-grown $β$-Ga$_2$O$_3$ and $β$-(Al$_x$Ga$_1-x$)$_2$ O$_3$ Films
我们报道了MOVPE生长的重掺Si的$β$ -Ga $_2$ O $_3$和$β$ -（Al $_x$ Ga $_1-x$）$_2$ O $_3$外延膜的低电阻欧姆接触的实现。转移长度测量（TLM）图案是在重掺杂Si的同质外延$β$-Ga $_2$ O $_3$薄膜上制作的，其电子浓度（n）范围为1.77至3.23 e20 cm^-3。对于n > 3e 20 cm^-3的$β$ -Ga $_2$ O $_3$：Si薄膜，实现了1.62 e-7和0.023 Ohm.mm的创纪录的低比接触电阻和总接触电阻（Rc）Ohm.cm TLM结构也制备在重Si掺杂的相干应变$β$ -（Al $_x$ Ga $_1-x$）$_2$ O $_3$（x= 12%、17%和22%）薄膜上。铝含量为12%的薄膜（n= 1.23 e20 cm^-3）的\r{ho} c为5.85 e-6 Ohm.cm ^2，而铝含量为22%的薄膜的\r{ho} c则增加到2.19 e-4 Ohm.cm ^2。在金属沉积后对样品进行退火通常导致接触电阻的降低，但是对于高Al含量的$β$ -（Al $_x$ Ga $_1-x$）$_2$ O $_3$，接触电阻在退火工艺后没有显著变化。在这项工作中测得的低接触电阻值是非常有前途的高频功率器件的制造。
2022-08-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Delta-doped \b{eta}-Ga2O3 Films With Low FWHM Charge Profile Grown By Metalorganic Vapor-Phase Epitaxy
本文报道了用低温MOVPE法生长低半高宽的硅δ掺杂\b{eta} -Ga_2 O_3薄膜。使用二次离子质谱、电容电压和霍尔技术对生长的薄膜进行了表征。二次离子质谱测量表明，表面偏析是MOVPE生长薄膜大半峰宽的主要原因。观察到表面偏析系数（R）随着生长温度的降低而降低。在600 °C下生长的膜显示出9.7 X 1012 cm-2的电子浓度和3.2nm的FWHM。外延膜的高分辨率扫描/透射电子显微镜没有揭示δ片层和周围区域的晶体质量的任何显著的可观察到的退化。在Fe掺杂衬底上的δ掺杂膜的霍尔测量显示，薄层电荷密度为6.1 × 1012 cm-2，载流子迁移率为83 cm 2/V. s。在MOVPE生长的\b{eta} -Ga 2 O 3中实现尖锐的delta掺杂分布对于高性能器件应用是有希望的。
2020-08-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Broadband telecom single-photon emissions from InAs/InP quantum dots grown by MOVPE droplet epitaxy
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
通过MOVPE滴蚀生长技术，实现了宽频电信波段的单光子发射，展示了高纯度和短寿命的量子点特性，为量子网络应用提供新平台。
2025-11-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Indexing Fe-phases in/on GaN using x-ray powder diffraction
本文报道了在纤锌矿-GaN/蓝宝石衬底上，在NH_3/H_2混合气体中金属有机物气相外延（MOVPE）生长Fe时，可能形成的Fe相关相的X射线粉末衍射主反射（强度阈值>= 100）。给出了25-100度范围内Cu Kα_1辐射（1.5406 μ m）的2θ值（按2θ递增排序）。本文还报道了GAN（000 l）和Al_2O_3（000 l）晶体，以供参考。
2012-08-16 cond-mat.mtrl-sci
CBVB-nH complexes as prevalent defects in metal-organic vapor-phase epitaxy-grown hexagonal boron nitride
Warsaw University of Technology（华沙理工大学）；Center for Physical Sciences and Technology (FTMC)（物理与工程技术中心）
研究通过从头计算探讨了CBVB-nH复合物的热力学稳定性及光学性质，揭示其在氮气富集条件下形成机制，并解释了1.90 eV和2.24 eV发射峰的起源。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Origin of room temperature ferromagnetism in homogeneous (In,Mn)As thin films
研究了金属有机物气相外延（MOVPE）生长的（In，Mn）As薄膜的微观结构，以确定其室温铁磁性的来源。基于透射电子显微镜（TEM）的技术被用于研究相纯度和组成均匀性。微量分析的In 1-xMnxAs薄膜与x = 0.01和居里温度为330 K表现出均匀分布的Mn。高Mn浓度的薄膜与x = 0.20表现出MnAs的（In，Mn）作为矩阵内的沉淀。分析表明，MOVPE可形成室温铁磁性单相（In，Mn）As。铁磁性的来源是（In，Mn）As固溶体，而不是明显的二次富Mn磁性相。
2003-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Comprehensive investigation on the correlation of growth, structural and optical properties of GaN nanowires grown on Si(111) substrates by plasma assisted molecular beam epitaxy technique
本研究阐明了在不同生长条件下，通过等离子体辅助分子束外延（PA-MBE）技术在Si（111）衬底上生长的GAN纳米线的结构和光学性质之间的相关性。在不同的衬底温度下生长出具有不同形状、尺寸和分布的GAN纳米线，其中相同的Ga-N（III-V）比为0.4。我们观察到，在较低的衬底温度（~700摄氏度）下生长的样品产生具有几乎非常小（~30%）的圆形度的二维岛状结构，而增加衬底温度（>770摄氏度）导致具有优异结构特性的单个GAN NW（>80%圆形度）的生长。温度依赖的光致发光测量与拉曼激活模式的分析提供了合理的证据之间的强相关性的结构和光学性质生长在Si衬底上的GAN纳米线。
2016-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced high-temperature performance of GaN light-emitting diodes grown on silicon substrates
我们比较了在硅和蓝宝石衬底上生长的市售GAN发光二极管（LED）的光学和电气特性对温度的依赖性。与传统预期相反，生长在硅衬底上的LED（通常称为GaN-on-Si LED）在较高温度下显示出较小的效率下降，即使具有更多的穿透位错。结温的分析表明，尽管与生长在蓝宝石衬底上的LED相比共享相同的外延结构和封装，但GaN on Si LED具有较冷的结。我们还观察到理想因子随着环境温度的增加而降低，这表明理想二极管电流随着温度的增加而增加。应变和温度系数测量的分析表明，与生长在蓝宝石上的LED相比，Si上GaN LED的有源区内的空穴传输效率增加，这导致了较少的温度依赖性效率下降。
2016-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of the properties of GaN grown on complex Si-based structures
为了研究光电子器件集成化的可能性，采用金属有机化学气相沉积法在Si（111）SOI和Si/CoSi 2/Si（111）上生长了GAN层。样品具有高度取向的纤锌矿结构，厚度均匀，界面突变。外延取向被确定为GAN（0001）//Si（111）、GAN[1120]//Si[110]和GAN[1010]//Si[112]，并且GAN层在平行于界面的方向上拉伸应变。根据卢瑟福背散射/沟道谱和（0002）摇摆曲线，Si（111）SOI上GAN的结晶质量优于硅化物上GAN。GAN/SOI的室温光致发光显示出在368 nm（3.37 eV）处的强近带边发射，其半高宽为59 meV。
2005-10-10 cond-mat.mtrl-sci
GaN and InN nanowires grown by MBE: a comparison
研究了分子束外延（MBE）生长的GAN和InN纳米线的形貌、光学和输运性质。强调了两种材料在生长参数和优化过程方面的差异。纳米线的结晶质量已经通过它们的光学性质进行了研究。给出了输运特性的比较。对于每种材料的能带模式，它考虑到运输和光学功能，是基于费米能级钉扎在表面。
2006-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Strain relaxation in GaN grown on vicinal 4H-SiC(0001) substrates
利用X射线衍射（XRD）、拉曼散射（Raman Scattering）和阴极发光（CL）等方法研究了金属有机化学气相沉积（MOCVD）法在[0001]向[11-20]轴方向切去0、3.4和8个切角的4 H-SiC衬底上生长的GAN层的应变。应变松弛机制进行了分析，为每个错切角。在微观尺度上，由于贯穿位错在整个表面上的均匀分布，生长在同轴衬底上的GAN层具有轻微的和均匀的面内拉伸应力。在斜切衬底上生长的GAN层呈现裂纹，分离具有更强的面内拉伸应力但更弹性应变的区域。这些层中涉及的塑性松弛机制归因于在错向表面（位错和堆垛层错）上的阶跃流动生长和在冷却时的附加热弹性应力的宏观塑性释放（裂纹）。
2007-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Grain Coalescence on Dislocation and Stress Evolution of GaN Films Grown on Nanoscale Patterned Sapphire Substrates
本研究对比了LT-GaN与PVD-AlN两种成核层对纳米图形化蓝宝石衬底上GaN薄膜的影响，发现PVD-AlN能抑制奥斯特瓦尔德熟化，使位错密度降低超50%，但残余压应力增加约0.5 GPa。
2023-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Impact of annealing temperature on structural, electrical and optical properties of epitaxial GaN thin films grown on sapphire substrates by PA-MBE
报道了利用等离子体辅助分子束外延（PA-MBE）技术在蓝宝石（0001）衬底上以低温GAN中间层外延生长GAN薄膜的研究。采用高分辨X射线衍射（HRXRD）、原子力显微镜（AFM）、霍尔效应和光致发光（PL）等手段对生长态和退火态的GAN薄膜进行了研究。结果表明，经725 \degree C退火后，GAN薄膜的电子迁移率、（0002）衍射峰附近的Ω（ω）扫描半高宽（FWHM）等性能都有明显改善。由GAN（0002）ω扫描的半高宽（FWHM）得到的螺位错密度为6.4 \times 10^8 cm^{-2}，由AFM图像计算的刻蚀间距密度为5.1 \times 10^8 cm^{-2}。在PL测量中，GAN膜的近带边（NBE）峰的半高宽已被发现为30 meV。
2015-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Ferromagnetism in (In,Mn)As Diluted Magnetic Semiconductor Thin Films Grown by Metalorganic Vapor Phase Epitaxy
采用金属有机物气相外延（MOVPE）生长了In 1-xMn xAs稀磁半导体（DMS）薄膜。使用三羰基（甲基）锰作为Mn源。在生长温度Tg>475 ℃时，获得了Mn含量高达x=0.14的名义单相外延膜。对于较低的生长温度和较高的Mn浓度，纳米尺度的MnAs沉淀物中检测到的In 1-xMnxAs矩阵。利用超导量子干涉仪（SQUID）磁强计研究了薄膜的磁性。在x=0.1的样品中观察到室温铁磁有序。磁化强度测量表明居里温度为333 K，室温饱和磁化强度为49 emu/cm ^3。剩余磁化强度和矫顽场都很小，分别为10 emu/cm ^3和400 Oe。根据最近提出的几个磁性原子的小团簇形成理论，讨论了这种高温铁磁性的机制。
2002-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Growth kinetics effects on self-assembled InAs/InP quantum dots
通过改变生长动力学参数，证明了MOVPE生长的InAs/InP量子点系综的形貌和光发射特性的系统操纵。在相对较高的生长速率和低生长温度的非平衡条件下，量子点密度、它们的平均尺寸以及因此峰值发射波长可以通过相对于生长通量改变表面扩散的效率（由生长温度确定）来调节。我们进一步观察到，对于在不同条件下生长的样品，如果归一化到平均高度，则量子点高度的分布几乎可以塌陷到单个高斯曲线上。
2005-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Morphology dependent surface properties of nanostructured GaN films grown by molecular beam epitaxy
分析了分子束外延生长的氮化镓外延膜的表面形貌对其表面化学和能带结构的影响。用扫描电子显微镜和原子力显微镜研究了薄膜的形貌，用X射线光电子能谱学和阴极发光光谱研究了薄膜的能带结构、缺陷和发射特性。结果发现，高度多孔的GAN半导体网络显示出最高的相对电导率，并且不具有与缺陷相关的发光。较平坦的膜更电阻，并显示黄色发光，由于Ga空位。GAN半导体网络在价带最大值以上（1.8 $\pm$ 0.2）eV处表现出费米能级钉扎，表明GAN半导体网络表面存在Ga吸附层。发现Ar离子溅射优先溅射N原子导致表面金属化。
2018-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Direct Evidence of Mg Incorporation Pathway in Vapor-Liquid-Solid Grown p-type Nonpolar GaN Nanowires
III族氮化物基化合物半导体纳米线的掺杂仍然是一个具有挑战性的问题，以控制掺杂剂在纳米线光电子器件的精确位置中的分布。知识的掺杂剂的掺入和它的途径，在纳米线的这种设备是有限的生长方法。本文首次报道了Mg掺杂剂在化学气相沉积技术中通过汽-液-固（VLS）方法生长的p型非极性GAN纳米线中的掺入途径的直接证据。Mg掺入证实使用X射线光电子（XPS）和电子能量损失光谱（EELS）测量。能量过滤透射电子显微镜（EFTEM）的研究用于寻找镁掺入GAN纳米线的途径。Mg掺杂GAN纳米线的光致发光研究以及纳米线与n-Si之间形成的异质结的电学特性证实了Mg原子作为非极性GAN纳米线中的p型掺杂剂的活化。
2015-08-31 cond-mat.mtrl-sci
GaN Nucleation Landscape on Patterned Sapphire Shaped by the Growth Temperature of Directly Grown Boron-Compound Masks
Kyung Hee University（庆熙大学）；Korea Institute of Science and Technology (KIST)（韩国科学技术院）
研究直接生长的硼化合物掩模生长温度如何通过调控蓝宝石表面局部可及性，改变GaN在圆形SiO2开口内的成核位置分布，并利用动力学蒙特卡洛模拟解释实验趋势。
2026-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Luminescent N-polar (In,Ga)N/GaN quantum wells grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy at high temperature
通过等离子体辅助分子束外延在约650 °C的常规生长温度下在独立GAN衬底上制备的N极性（In，Ga）N/GAN量子阱即使在10 K下也不表现出任何可检测的发光。在本工作中，我们研究了在730 °C恒温下生长在Ga和N极性GAN衬底上的（In，Ga）N/GAN量子阱。这种异常高的温度导致Ga极性样品的In掺入消失。相比之下，量子阱的In含量为20%和突变界面上形成的N-极性GAN。此外，这些量子阱表现出空间上均匀的绿色发光带至室温，但观察到该带的强度强烈淬灭与温度。依赖于温度的光致发光瞬态表明，这种热猝灭与高密度的非辐射Shockley-Read-Hall中心具有大的电子和空穴捕获系数有关。
2017-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Comparison of GaN nanowires grown on c-, r- and m-plane sapphire substrates
在喷淋头金属有机化学气相沉积系统中，使用镍催化剂和三甲基镓和氨作为前体，在c面、r面和m面蓝宝石衬底上生长氮化镓纳米线。我们研究了载气，生长温度，反应器压力，反应物流速和衬底取向的影响，以获得薄的纳米线。纳米线的生长方向取决于衬底的取向。<10-11><10-10>这些纳米线的进一步特征在于使用X射线衍射，电子显微镜，光致发光和拉曼光谱。
2016-01-04 cond-mat.mtrl-sci
structural and optical properties of InxGa1-xN/GaN epilayers grown on a miscut sapphire substrate
本文报道了用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）方法在0.34 °斜切蓝宝石衬底上生长的InGaN/GAN薄膜的结构和光学性质。采用X射线衍射和X射线反射率法精确测量了切错程度。利用倒易空间映射方法确定了InGaN层的晶格参数和应变状态。采用卢瑟福沟道背散射光谱法，以深度分辨率测量了它们的组成和结晶质量。没有观察到应变各向异性。偏振相关的光致发光光谱进行了检查上的外延层的带边发射的斜切的效果。
2019-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Dependence of the Mn sticking coefficient on Ga-rich, N-rich, and Ga/N-flux-free conditions in GaN grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy
Cornell University（康奈尔大学）；Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik (PDI), Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin e.V.（柏林莱布尼茨联合会保罗·德鲁德固态电子学研究所）
研究探讨了Ga/N流量条件对GaN中Mn掺杂程度的影响，发现N-rich条件下Mn掺杂最高，Ga-rich条件下最低，无flux条件下处于中间水平。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Elimination of basal-plane stacking faults in semipolar/nonpolar GaN and light emitting diodes heteroepitaxially grown on sapphire substrates
高质量的半极性和非极性GAN在实现高性能GaN基光电子器件中是至关重要的，然而，实现无基底平面堆垛层错（BSF）的大面积晶片一直是非常具有挑战性的。在这项工作中，我们报告了一种方法来制备大面积，无堆叠故障（SF-自由）半极性GAN（4英寸）蓝宝石衬底。BSF形成的根本原因是在半极性和非极性异质外延期间出现N极性（000-1）面。利用动力学Wulff图的概念，我们成功地抑制了GAN（000-1）面的出现，从而消除了（000-1）基面上产生的层错。通过透射电子显微镜、阴极发光和低温光致发光表征证实了这一结果。此外，具有良好特性的InGaN发光二极管已经在蓝宝石衬底上的无SF半极性（20-21）GAN上制备。我们的工作开辟了一个新的见解异质外延生长的非极性/半极性GAN，并提供了一种方法，生产无SF-free的非极性/半极性GAN材料在大面积的晶圆，这将创造新的机会，在GAN光电和微电子研究。
2018-10-16 cond-mat.mtrl-sci
InN and GaN/InN monolayers grown on ZnO {0001}
采用等离子体辅助分子束外延（PAMBE）技术在氧极性（O）（000-1）和锌极性（Zn）（0001）氧化锌（ZnO）衬底上生长了InN和GAN/InN薄膜。利用反射高能电子衍射（RHEED）原位和原子力显微镜（AFM）非原位研究了生长速率（GR）和衬底极性对InN和GAN/InN生长模式和表面形貌的影响。在InN的沉积过程中，从二维到三维（2D-3D）的生长模式的转变，观察到在RHEED。弛豫临界厚度随着GR的减小而增加，并且在O-ZnO上从0.6 ML（GR：1.0 ML/s）变化到1.2 ML（GR：0.2 ML/s），在Zn-ZnO上从1.2 ML（GR：0.5 ML/s）变化到1.7 ML（GR：0.2 ML/s）。GAN在1.2 ML和1.5 ML厚InN上的弛豫临界厚度分别在O-ZnO上接近于零，在Zn-ZnO上接近于1.6 ML。
2018-05-29 cond-mat.mtrl-sci
MnAs dots grown on GaN(0001)-(1x1) surface
用分子束外延（MBE）方法在GAN（0001）-（1x 1）表面生长了MnAs。应用了两种启动晶体生长的选择：（a）常规MBE程序（同时递送锰和砷）和（b）随后沉积锰和砷层。结果表明，自发形成的MnAs点的表面密度为1 $\cdot 10^{11}$ cm $^{-2}$和$2.5\cdot 10^{11}$ cm $^{-2}$，分别（通过AFM观察），发生的层厚度高于5 ML。用共振光电子能谱研究了MnAs/GAN系统的电子结构。这导致确定Mn 3d相关的对MnAs的总态密度（DOS）分布的贡献。结果表明，两种方法生长的MnAs点的电子结构有明显的不同。一个对应于金属，铁磁性的NiAs型MnAs，另一个是类似于半金属锌锰氧化物MnAs的报告。这两个系统的行为超顺磁性（如磁化测量所揭示的），但与阻塞温度和点内居里温度有很大的不同。前者的点内居里温度约为260 K，而后者明显高于室温。讨论了生长过程、电子结构和其它性质之间的关系。半金属MnAs形成GAN上的可能机制被认为是。
2007-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Raoult's Formalism in Understanding Low Temperature Growth of GaN Nanowires using Binary Precursor
GAN纳米线的生长是通过金属引发的气-液-固机制进行的，Au作为催化剂。在化学气相沉积技术中，由于Ga的蒸气压低于900 ° C，因此通常在900-1100 ° C范围内的高温下生长GAN纳米线。在本研究中，我们在低至700 ° C的温度下生长GAN纳米线。在拉乌尔定律的范围内讨论了铟在降低生长温度中的作用。铟用于增加Ga的蒸气压，使其足以在低温下蒸发，从而引发GAN纳米线的生长。除了与结构和振动特性相关的研究外，还报道了生长的纳米线的光学特性以进行详细的结构分析。
2015-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Ni cluster embedded (111)NiO layers grown on (0001)GaN films using pulsed laser deposition technique
本文利用脉冲激光沉积在GaN上制备嵌入Ni团簇的NiO外延层，发现团簇结构、磁学性质及易磁化轴方向随生长温度变化，并揭示其源于各向异性竞争，展示了该材料在GaN自旋电子学中的应用潜力。
2023-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Network of vertically c-oriented prism shaped InN nanowalls grown on c-GaN/sapphire template by chemical vapor deposition technique
使用CVD技术在c-GaN/蓝宝石模板上生长垂直c取向的棱柱形InN球的网络，其中纯铟和氨用作金属和氮前体。对这些样品的生长、结构和电子性质的系统研究表明，岛沿[11-20]和[0001]方向的优先生长导致形成这样的网络结构，其中垂直[0001]取向的锥形壁沿三个[11-20]方向之一横向对齐。这些壁的倾斜面被识别为纤锌矿InN的r-平面[（1-102）-平面]。观察到这些样品的吸收起始高于InN的带隙，表明该材料中的高背景载流子浓度。通过XPS对价带边缘的研究表明，在壁的r面侧刻面下方形成了正耗尽区。这是在观察c-平面InN外延层，其中电子积累，经常报告的顶面以下的对比。
2017-06-24 cond-mat.mtrl-sci
InGaN/GaN Tunnel Junctions For Hole Injection in GaN Light Emitting Diodes
使用等离子体辅助分子束外延在InGaN/GAN蓝色（450 nm）发光二极管晶片的顶部上生长InGaN/GAN隧道结接触。隧道结接触实现了低扩展电阻n-GaN顶部接触层，从而在表面上需要较少的顶部金属接触覆盖。在100 mA时，隧道结LED的压降为5.3 V，正向电阻为2 × 10-2 Ω cm ~ 2，光输出功率较高。在GAN PN结器件上的MBE生长隧道结中测量到5 × 10-4欧姆cm 2的低电阻，表明隧道结LED器件电阻受再生长界面限制，而不受本征隧穿电阻限制。
2014-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Extraction of absorption coefficients from GaN nanowires grown on opaque substrates
我们展示了一种新的方法来测量任何家庭的纳米线的吸收系数，只要它们生长在基板上具有相当大的差异，在介电常数与空气中的空气矩阵。在高晶体质量的情况下，无应变GAN纳米线，生长在Si（111）衬底上的密度为~1010 cm-2，提取的吸收系数没有表现出任何增强相比，体GAN值，不像文献中的相关权利要求。这可能归因于我们的纳米线阵列的相对小的直径、短的高度和高密度。
2014-02-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
X-ray scattering study of GaN nanowires grown on Ti/Al$_{2}$O$_{3}$ by molecular beam epitaxy
本研究通过X射线散射技术研究了分子束外延在Ti/Al₂O₃上生长的GaN纳米线，揭示了Ti膜中拓扑外延晶粒的形成及其对纳米线取向的影响，并利用蒙特卡洛建模确定了纳米线的横截面尺寸分布和侧面比例。
2022-07-11 cond-mat.mtrl-sci
All-MOCVD-Grown Gallium Nitride Diodes with Ultra-Low Resistance Tunnel Junctions
我们仔细研究了生长后激活退火、δ剂量和p+-GAN层厚度等三个重要因素，并通过实验证明了它们对基于隧道结（TJ）p接触的GAN p-n同质结二极管电学性能的影响。p-n二极管和TJ结构通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）在单个生长步骤中单片地生长。通过优化镁（Mg）激活的退火时间和温度以及在TJ界面处引入施主和受主的δ剂量，实现了电学性能的显著改善。对于连续生长的全MOCVD GAN同质结TJ，在20 A/cm 2和100 A/cm 2的电流密度下分别获得158 mV和490 mV的超低正向电压惩罚。具有特制TJ的p-n二极管在5 kA/cm 2下的归一化差分电阻为1.6 x 10-4 Ω-cm 2，创历史新低。
2020-11-26 cond-mat.mtrl-sci
Electrical transport in epitaxially grown undoped and Si-doped degenerate GaN films
研究了反应溅射外延生长的未掺杂和Si掺杂GaN薄膜的电输运性质，揭示了Si掺杂、Ga间隙原子及补偿机制对载流子浓度和迁移率的影响，并用散射模型解释了简并薄膜的输运行为。
2023-09-16 cond-mat.mtrl-sci
MBE growth of cubic AlxIn1-xN and AlxGayIn1-x-yN lattice matched to GaN
采用等离子体辅助分子束外延技术在3C-SiC衬底上生长了与c-GaN晶格匹配的三元和四元立方c-AlxIn 1-xN/GAN和c-AlxGayIn 1-x-y/GAN异质结构。c-AlxGayIn 1-x-y合金允许带隙和晶格参数的独立控制。三元和四元薄膜在620 ℃下生长。通过改变Al和Ga熔剂获得不同的合金成分。通过能量色散X射线光谱（EDX）和卢瑟福背散射光谱（RBS）测量合金成分。利用非对称（-1-13）反射的X射线倒易空间图测量了合金的晶格参数，验证了合金与c-GaN缓冲层之间的晶格匹配。
2007-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Properties of Ferromagnetic Ga1-xMnxN Films Grown by Ammonia-MBE
采用NH3作为氮源进行分子束外延，成功地生长出Mn浓度为x~6.8%的p型GaN基稀磁半导体Ga 1-xMnxN。薄膜具有纤锌矿结构，Mn在GAN的Ga位上取代。磁化强度测量表明，Ga 1-xMnxN在高于室温的温度下具有铁磁性。铁磁-顺磁转变温度Tc取决于膜的Mn浓度。在低温下，磁化强度随磁场的增大而增大，表明铁磁相与类顺磁相共存。对生长的薄膜中两种磁相的共存现象提出了可能的解释。
2002-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic degradation mechanism of nearly lattice-matched InAlN layers grown on GaN substrates
与GAN相比，In0.17Al0.83N层具有高折射率对比度、带隙和偏振失配，因此与GAN晶格匹配的In0.17Al0.83N层是分布式布拉格反射器、紫外发光二极管或高电子迁移率晶体管等应用的理想解决方案。为了研究InAlN层的结构退化机制，随着厚度的增加，我们进行了金属有机物气相外延InAlN层的厚度范围从2到500 nm，在独立的（0001）GAN衬底上具有低密度的螺纹位错，为13.5%（拉伸应变下的层）和19.7%（压缩应变下的层）的组成。在这两种情况下，最初观察到的表面形态与小丘，其次是外观的V-缺陷。我们建议，这些小丘出现由于动力学粗糙化，和V-缺陷随后出现超过一个临界小丘的大小。可以看出，临界厚度的外观的V-缺陷的增加与表面扩散长度无论是通过增加温度或In通量，因为表面活性剂的效果。在厚InAlN层中，观察到V缺陷的凹（凸）形表面上发生更好（更差）的In掺入，导致V缺陷合并后，位于初始均匀InAlN层上的顶部相分离的InAlN层。有人建议，类似的机制可能是负责厚InGaN层的退化。
2013-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Illumination and annealing characteristics of two-dimensional electron gas systems in metal-organic vapor-phase epitaxy grown AlGaN/AlN/GaN heterostructures
研究了两种不同Al组分（x=0.15和x=0.25）的AlGaN/AlN/GAN异质结的持续光电导（PPC）效应。利用Shubnikov-de Haas和Hall测量方法研究了AlN/GAN异质界面处形成的二维电子气。利用光学照射，我们能够将Al 0.15 Ga 0.85 N/AlN/GAN样品的载流子密度从1.6 × 10 ^{12} cm^{-2}增加到5.9 × 10 ^{12} cm^{-2}，同时在T = 1.6 K时电子迁移率从9540 cm 2/Vs增加到21400 cm 2/Vs。在这两个样品中的持续光电流表现出强烈的依赖于照明波长，是最高的接近带隙和降低在较长的波长。PPC效应对于长于530 nm的照明波长变得相当弱，并且在光谱的红外区域（>700 nm）中显示出具有初始负光电导的更复杂的响应。Al0.25Ga0.75N/AlN/GAN和Al0.15Ga0.85N/AlN/GAN样品在390 nm照射下的最大PPC效率分别为0.011%和0.005%。在光照后，可以通过退火样品来降低载流子密度。在20-280 K温度范围内研究了PPC效应的退火特性。我们发现，在280 K退火是不足以完全恢复的载流子密度。事实上，即使在室温下，PPC效应也发生在这些样品中。比较两种样品的测量结果，Al0.25Ga0.75N/AlN/GAN样品具有较大的光照响应，并显示出较小的恢复与…
2006-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Characterizations of strain and defect free GaN nanorods on Si(111) substrates
通过显微拉曼光谱、次级电子（SE）和阴极发光（CL）成像，发现生长在Si（111）衬底上的GaN纳米棒无应变和缺陷。支撑纳米棒的基质承受所有应变、应变弛豫和缺陷产生的冲击，为纳米棒提供了理想的生长环境。在CL成像过程中，拉曼激光源的光激发和电子辐照导致非平衡电子的增加，这表明了光发射或场发射器件应用的有效途径。的纳米棒，主要是隔离，但完美地与维持矩阵，生长在良好的外延与Si基板。
2005-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Demonstration of nonpolar m-plane vertical GaN-on-GaN p-n power diodes grown on free-standing GaN substrates
这项工作展示了第一个非极性的垂直GAN上的GAN pn功率二极管生长在m面独立的衬底上的MOCVD。SEM和HRXRD结果表明，同质外延非极性结构具有良好的晶体质量和较低的缺陷密度。CL结果证实了非极性p GAN是高质量的，具有显著降低的深能级态。在正向偏压下，器件具有良好的整流特性，导通电压为4.0 V，导通电阻为2.3 mohmcm ~ 2，开关比为1 e10。在反向偏压下，电流泄漏和击穿由陷阱辅助的空间电荷限制电流传导机制描述，其中I与V功率4.5成比例。计算出的临界电场为2.0 MV/cm（无场板或边缘终端），这是非极性功率器械报告的最高值。高性能m面p-n二极管可作为关键构件，进一步开发用于功率转换应用的非极性GAN功率电子器件和与极化工程相关的先进功率器件结构。
2018-06-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Enhanced radiative efficiency in GaN nanowires grown on sputtered TiN$_{\boldsymbol{x}}$: effects of surface electric fields
通过分子束外延生长的GAN纳米线通常遭受占主导地位的非辐射复合，这被认为是源于点缺陷。为了抑制这些缺陷的形成，我们探索的GAN纳米线的合成温度高达915 $°C$启用使用热稳定的TiN $_x$ /Al $_2$ O $_3$基板。这些样品确实表现出束缚激子衰减时间接近那些最先进的块状GAN测量。然而，衰减时间与生长温度无关，而是与纳米线直径相关。衰减时间与直径的反比关系表明GAN纳米线的非辐射过程不是由缺陷密度控制的，而是由表面能带弯曲引起的径向电场中激子的场电离控制的.我们提出了一个统一的机制占任意直径的GAN纳米线的非辐射复合。
2021-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Current transport in Ni Schottky barrier on GaN epilayer grown on free standing substrates
该研究结合 TEM、C-AFM、变温 I-V/C-V 表征 Ni/GaN 垂直肖特基二极管，揭示自支撑 GaN 外延层中势垒高度的非均匀性，并以 TFE 模型解释无缺陷区反向输运。
2023-04-23 cond-mat.mtrl-sci
MBE-grown 232-270 nm Deep-UV LEDs using Monolayer thin Binary GaN/AlN quantum heterostructures
采用单层（ML）GAN/AlN量子结构作为有源区，实现了电注入深紫外（UV）发射。通过等离子体辅助分子束外延（PAMBE）控制GAN层的厚度来调整发射波长。对于工作在232 nm、246 nm和270 nm的三种不同发光二极管（LED），实现了具有窄半高全宽（FWHM）的单峰值发射光谱。232 nm（5.34 eV）是迄今为止报道的使用GAN作为发光材料并采用偏振诱导掺杂的最短EL发射波长。
2017-01-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Study of residual stress in reactively sputtered epitaxial Si-doped GaN films
采用射频磁控反应共溅射法在$\textit{c}$ -蓝宝石衬底上生长了Si掺杂的GAN薄膜，在不同的N分压下，在Ar-N2生长气氛中生长了$_2$，并通过φ扫描确定了其外延特性。能量色散X射线光谱显示$\thicksim$ 2 at.% Si，但是N/Ga比随着N $_2$百分比从100%降低到10%而显著降低。高分辨率X射线衍射显示在30% -100%N $_2$下生长的膜中主要存在刃位错（$\thicksim$ 10 $^{12}$ cm $^{-2}$），在较低的N $_2$百分比下，刃位错降低到$\thicksim$ 5 × 10 $^{11}$ cm $^{-2}$，在该百分比下，发现螺位错的密度增加并且获得与刃位错的密度相当的值。晶格参数（$\textit{a}$和$\textit{c}$）独立获得，以确定在膜中的应变的面内和面外分量，进行分析，推导出流体静力学和双轴应变的贡献。在100% N $_2$下生长的膜显示出由于过量/间隙氮而导致的大的微观应变和流体静力学应变，这两者都随着N $_2$百分比的初始降低而降低，但是由于Ar掺入而在低于30% N $_2$时再次增加。高于75%N $_2$生长的薄膜显示压缩双轴应力，这是由于可能的氮掺入到晶界和边缘位错的拉伸侧。在低于75%N $_2$生长的薄膜中双轴应力向拉伸特性的逆转被解释为在聚结过程中产生的面内拉伸应力的流…
2022-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen Incorporation in the MBE growth of ScxGa1-xN and ScxAl1-xN
采用二次离子质谱（SIMS）技术对分子束外延（MBE）生长的两种含钪氮化物半导体多层异质结构：ScxGa 1-xN/GAN和ScxAl 1-xN/AlN中的碳和氧杂质浓度进行了测定。在富含金属的条件下在具有高达28原子百分比的Sc含量的GaN-SiC模板衬底上生长的ScxGa 1-xN/GAN异质结构中，发现氧浓度低于1 × 1019/cm 3，其增加与钪含量直接相关。在富氮条件下在Sc含量高达26原子百分比的AlN-Al 2 O3模板衬底上生长的ScxAl 1-xN-AlN异质结构中，发现氧浓度在1019至1021/cm 3之间，再次与Sc含量直接相关。增加的氧和碳在钪合金层的沉积期间出现。
2019-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Raman scattering studies of the lateral Mn distribution in MBE-grown Ga1-xMnxN epilayers
最近在非常薄的单相Ga 1-xMnxN稀磁层的兴趣增加了对精确的、非破坏性的和相对快速的表征方法的需求，其中关键问题是宏观横向Mn分布和Mn浓度x的绝对值。报道了用分子束外延技术在GAN宝石衬底上生长的高质量Ga_（1-x）Mn_xN薄膜的共振增强紫外拉曼散射研究。UV激发的主要优点是将光穿透深度限制在近100纳米，消除了来自GAN缓冲层的信号。在这种条件下，我们确定的1 LO声子频率对x的依赖性，这使得它的横向分布在整个表面的样品的精细映射。我们的拉曼扫描清楚地证实了Mn原子在整个层中的大量横向分布，其相对于其中心是径向的。从建立的分布在两个故意选择的层的最有效的Mn原子掺入外延GAN的最佳生长温度的幅度已被证实。它示出的1 LO线的宽度和它的能量的组合提供了评估的研究层的结晶质量。
2019-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Hydride Vapor Phase Epitaxy of GaN on Silicon Covered by Nanostructures
采用两步氢化物气相外延（HVPE）工艺在硅衬底上沉积了几十个$μ$ m GAN。衬底已被覆盖的AlN层和GAN纳米结构生长的等离子体辅助分子束外延。在第一个低温（低T）HVPE步骤，堆垛层错（SF）的形式，显示出不同的发光线和条状特征的阴极射线发光图像的横截面的层。这些阴极射线发光的功能允许洞察到的生长过程。在第二高温（高T）步骤期间，SF消失，并且GAN层的这部分的发光由施主束缚激子主导。对于由薄AlN缓冲层和GAN纳米结构组成的模板，没有观察到通过HVPE生长的GAN中的硅掺入。此外，（高T）HVPE步骤的生长模式取决于AlN/GAN模板的具体结构，其中在第一种情况下，外延由缓慢生长的刻面的形成主导，而在第二种情况下，外延直接沿着c轴进行。
2016-05-10 cond-mat.mtrl-sci
P-type conductivity in cubic GaMnN layers grown by molecular beam epitaxy
采用等离子体辅助分子束外延技术在GaAs（001）衬底上生长了立方（锌掺杂）Ga 1-xMn xN薄膜。一些结构还包含立方AlN缓冲层。俄歇电子能谱和二次离子质谱研究清楚地证实了Mn掺入到立方GAN中，Mn均匀地分布在整个层中。X射线衍射研究表明，Mn掺杂的GAN膜是立方的，并且在Mn浓度x<0.1时不显示相分离。观察到的立方Ga 1-xMnxN层的P型导电性的Mn掺杂水平的宽范围内。室温下测得的空穴浓度与Mn的掺入量呈非线性关系，变化范围为3 × 10^16 ~ 5 × 10^18 cm-3。
2003-11-21 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Beam Epitaxy of 2H-TaS$_2$ few-layers on GaN(0001)
本研究通过分子束外延在GaN(0001)上生长2H-TaS₂薄层，明确了最佳生长温度，揭示了界面结构、电荷转移及无化学反应的特性，为二维材料与三维半导体集成提供了实验依据。
2025-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Compatibility of the selective area growth of GaN nanowires on AlN-buffered Si substrates with the operation of light emitting diodes
采用分子束外延技术在Si（111）衬底上生长了厚度为2 ~ 14 nm的AlN薄膜。利用扫描电子显微镜和视线四极杆质谱分别研究了AlN层厚度对自发形成GAN纳米线（NWs）形貌和成核时间的影响。我们观察到，在这些层上生长的纳米线的对准随着层厚度的增加而改善，而它们的成核时间减少。我们的研究结果表明，4 nm是最小的AlN层的厚度，允许生长良好对齐的纳米线与短的成核时间。这种AlN缓冲层被成功地采用，连同图案化的SiOx掩模，用于垂直GAN纳米线的选择性区域生长（SAG）。此外，我们制作的发光二极管（LED）从NW合奏，通过自组织现象裸和AlN缓冲的Si衬底上生长。对这两种器件的光电特性的仔细表征表明，裸硅和AlN缓冲硅上的NW-LED的性能相似。通过透射电子显微镜发现的大量晶界促进了AlN缓冲层的导电。这些结果表明，Si上的粒状AlN缓冲层与GAN纳米线的SAG和LED操作都兼容。因此，这项研究是第一步，对硅衬底上的均匀NW合奏的基础上制造LED。
2014-10-28 cond-mat.mtrl-sci
