Effects of strain, electric, and magnetic fields on lateral electron spin transport in semiconductor epilayers
我们建立了一个自旋漂移扩散模型来描述自旋极化电子在磁场、电场和非对角应变作用下在锌半导体中的输运。我们提出的预测模型的几何形状，对应于光学自旋注入从圆偏振光的吸收，和对应于电自旋注入从铁磁接触的几何形状。本文从Keldysh Green函数描述的偏离平衡态的系统出发，建立了电场和磁场作用下应变半导体中电子自旋输运的半经典动力学理论。从这个动力学理论，我们推导出自旋密度矩阵的空间均匀的领域和均匀的电子密度的特定情况下的组件的自旋漂移扩散方程。我们数值求解自旋漂移扩散方程，并将所得图像与n型GaAs体外延层中自旋极化传导电子横向流动的扫描克尔显微镜数据进行比较。自旋漂移扩散模型准确地描述了实验观察。我们对比了磁场和应变场引起的电子自旋旋进的性质。自旋-应变耦合与电子波矢成线性关系，自旋-磁场耦合与电子波矢无关。因此，旋进自旋流的空间相干性与应变比与磁场更好地保持，并且自旋旋进的空间周期与应变结构中所施加的电偏压无关，而对于所施加的磁场的情况，其强烈地依赖于偏压。
2005-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large K-exciton dynamics in GaN epilayers: the non-thermal and thermal regime
我们提出了一个详细的调查有关的激子动力学GAN外延生长在c-平面蓝宝石衬底上，专注于激子的形成和从非热到热制度的过渡。LO-声子副本的时间分辨动力学用于解决激子带中的能量弛豫。从ps的时间分辨光谱，我们带来了一个长期持久的非热激子分布占的RST 50 ps的证据。在不同的实验条件下，当使用非共振和共振激发时，都证实了这种行为。在低激发功率密度下，激子的形成及其随后的热化主要由杂质散射而不是声学声子散射决定。激子的平均能量作为激发脉冲后的延迟的函数的估计提供了关于弛豫时间的信息，其描述了激子群体向热状态的演变。
2012-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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
Excitation Mechanisms of Er Optical Centers in GaN Epilayers
我们报告的直接证据负责的两种机制的激发光活性Er 3+离子在GAN外延生长的金属有机化学气相沉积。这些机制，共振激发通过较高的内部4f壳层过渡和半导体主机的带到带的激发，导致狭窄的发射线从孤立的和缺陷相关的Er中心。然而，这些中心具有不同的光致发光光谱、衰减动力学和激发截面。孤立的Er光学中心，它可以被任何机制激发，具有相同的衰减动力学，但具有更高的横截面下带到带激发。与此相反，缺陷相关的Er中心只能通过带到带激发，但具有最大的横截面。这些结果解释了在Er掺杂GAN中实现增益的困难，并指出了在室温下实现光放大和可能的激光的新方法。
2015-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast spectroscopy of propagating coherent acoustic phonons in GaN/InGaN heterostructures
我们发现，大振幅，相干声学声子波包可以产生和检测在$_x$ Ga $_{1-x}$ N/GAN外延层和异质结构在飞秒泵浦探测差分反射率实验。相干声子的振幅随着铟分数$x$的增加而增加，并且与其他相干声子振荡不同，\textit{amplitude}和\textit{period}都是激光探针能量的强函数。当波包到达表面下方的GaN-蓝宝石界面时，振荡的幅度基本上且几乎瞬间减小，这表明声子波包对于表面下方的成像是有用的。提出了一个理论模型，该模型与实验符合得很好，并有助于推导声子波包的强度。我们的模型表明，局域相干声子波包产生的飞秒泵浦激光在外延层的表面附近。然后，波包通过GAN层传播，主要通过Franz-Keldysh效应改变局部折射率，从而调制探测光束的反射率。我们的模型正确地预测了实验依赖于探针波长以及外延层厚度。
2003-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast carrier relaxation in GaN, In_(0.05)Ga_(0.95)N and an In_(0.05)Ga_(0.95)/In_(0.15)Ga_(0.85)N Multiple Quantum Well
室温下，波长非简并超快泵浦/探测测量进行GAN和InGaN外延层和InGaN多量子阱结构。载流子弛豫动力学作为激发波长和强度的函数进行了研究。由于载流子再分布和量子阱捕获的光谱分辨亚皮秒弛豫被发现敏感地依赖于泵浦激发的波长。此外，对于高于100微J/cm 2阈值的泵浦强度，所有样品都表现出由受激发射（SE）引起的额外发射特征。在泵浦-探测数据中，SE被证明为加速弛豫（< 10 ps），从根本上改变了载流子的重新分布。一旦SE和载流子重新分布完成，GAN和InGaN外延层的慢弛豫高达1 ns，MQW样品为660 ps，表明载流子通过自发发射复合。
2002-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Spatially resolved elastic strain and lattice rotation at threading dislocations in HgCdTe/CdZnTe epilayers by dark-field X-ray microscopy
European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）；Université Grenoble Alpes, CEA, LETI（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，CEA，LETI）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
该研究利用反射几何暗场X射线显微镜，在7 μm厚的MCT/CZT外延层中空间分辨了穿透位错的弹性应变与晶格旋转，为解析其对中波红外焦平面阵列性能的影响提供了方法支撑。
2026-08-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Strong reduction of the coercivity by a surface acoustic wave in an out-of-plane magnetized epilayer
逆磁致伸缩是在施加应力/应变时可以改变磁化的效应。应变调制可以通过激励叉指式换能器以产生表面声波（SAW）来电创建。因此，SAW出现作为一个可能的路线走向感应自由波动磁数据操纵。在这里，我们证明了实验上的平面外磁致伸缩层的矫顽场的减少高达60 $\%$的SAW，超过毫米的距离。一个简单的模型表明，这种壮观的效果可以部分地解释由SAW的应变相关的域成核能的周期性降低。这一概念的证明是在（Ga，Mn）（As，P）上完成的，这是一种磁性半导体，其中面外磁各向异性可以通过外延生长变得非常弱;它应该指导全声学磁化切换的材料工程。
2016-02-29 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
Unveiling the electron-nuclear spin dynamics in an n-doped InGaAs epilayer by spin noise spectroscopy
我们讨论了一个小的铟含量（3%）在GaAs外延层上的电子和核自旋弛豫由于增强的四极效应引起的应变的影响。利用弱微扰自旋噪声谱研究了无显式激发下的电子自旋弛豫动力学。所观察到的温度依赖性表明局域态的存在，这与周围的核自旋的相互作用增加。时间分辨自旋噪声谱被用来研究光泵核自旋系统的弛豫动力学。它显示了一个多指数衰减与时间分量，从几秒到几百秒不等。此外，我们提供了一个测量的本地磁场之间的核自旋和发现一个强大的四极效应的贡献。最后，我们应用核自旋扩散模型，这使我们能够估计局域载流子态的浓度，并确定该系统的核自旋扩散常数特性。
2022-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto crystalline anisotropies in (Ga,Mn)As: A systematic theoretical study and comparison with experiment
我们提出了一个理论调查（Ga，Mn）As外延层的磁晶各向异性和比较现有的实验数据的计算。我们的模型是基于包络函数描述的价带孔和自旋表示为他们的动力学交换相互作用与本地化的电子Mn离子，在平均场近似处理。对于外延生长诱导晶格匹配应变，我们研究了面内到面外的易轴重取向作为Mn局部矩浓度，空穴浓度和温度的函数。接下来，我们集中在竞争的面内立方和单轴各向异性。我们添加了一个面内剪切应变的有效哈密顿，以捕捉测量数据在裸露的，未图案化的外延层，我们提供了这种方法的微观理由。然后，该模型扩展的平面内单轴应变和用于直接描述实验与应变控制的postgrowth光刻或附加压电应力。计算的易轴方向和各向异性场在较宽的参数范围内与实验半定量一致。
2009-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic structural and optical properties of a-plane (11-20) AlInN nearly-lattice-matched to GaN
我们报道了与GAN晶格匹配的a面（11-20）AlInN层的外延生长。与c面取向的外延层不同，a面Al_{1-x} In_{x} N不能同时在两个面内方向上与GAN晶格匹配。我们研究了温度对铟掺入的影响，并在760^{o}C的生长温度下获得了近晶格匹配的Al_{0.81} In_{0.19} N。我们概述了一个程序来检查面内晶格失配使用高分辨率X射线衍射，并评估应变和临界厚度。偏振分辨的光学透射率测量的Al_{0.81} In_{0.19} N外延层揭示了一个带隙的差异约140毫电子伏之间（电场）E_parallel_c [0001]轴和E_vertical_c的条件与室温光致发光峰值为3.38 eV强极化与E_parallel_c，在很好的协议与应变相关的能带结构计算。
2011-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Strain-tunable energy band parameters of graphene-like GaN
本文采用从头算方法研究了面内等双轴应变对类石墨烯GAN单分子层（ML-GaN）的结构和电子性质的影响。结果表明，当压应变超过7.281%时，ML-GaN发生屈曲，屈曲参数随压应变的增加呈二次方增加。发现ML-GaN的2D体积模量小于石墨烯和类石墨烯ML-BN的2D体积模量，这反映了ML-GaN中较弱的键。更重要的是，在ML-GaN中的带隙和载流子的有效质量被发现是可调的，通过施加面内等双轴应变。特别地，当达到约3%的压缩双轴应变时，发生从间接带隙相到直接带隙相的转变，载流子的有效质量的值和性质发生显著变化;弯曲和拉伸应变减小了带隙-带隙减小到其未应变值的50%，为6.36%。拉伸应变，并在12.72%的外推拉伸应变下达到0 eV，这完全在其预测的16%的极限拉伸应变限度内。这些预测的应变工程的高度应变敏感的ML-GaN的电子性能可能会被利用在未来的应变传感器和其他纳米器件，如纳米机电系统（NEMS）的潜在应用。
2015-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of the anisotropic electron g factor as a probe of the electronic structure of GaBi$_{x}$As$_{1-x}$/GaAs epilayers
本文从实验和理论两方面研究了一系列GaBi $_{x}$ As $_{1-x}$ /GaAs应变外延层中的电子Landé g因子（$g^{*}$），其中铋的含量可达$x = 3.8$ %。我们测量$g^{*}$通过时间分辨的光致发光光谱，我们用它来分析的自旋量子拍在光致发光的偏振在外部施加的磁场的存在下。实验测量直接比较原子紧束缚计算大型超晶胞，这使我们能够明确考虑合金无序效应。我们表明，$g^{*}$的幅度增加强烈的Bi组合物$x$和，基于理论计算和实验测量之间的协议，阐明观察到的变化的根本原因$g^{*}$。通过改变外加磁场的方向进行测量，我们进一步证明了$g^{*}$是强各向异性的。我们量化所观察到的变化$g^{*}$与$x$，其各向异性，在外延应变和Bi诱导的杂交的价态由于合金无序，强烈扰动的电子结构的组合。
2014-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Strain distribution in GaN/AlN superlattices grown on AlN/sapphire templates: comparison of X-ray diffraction and photoluminescence studies
本研究通过X射线衍射、光致发光和透射电子显微镜技术，系统研究了GaN/AlN超晶格中应变随阱/势垒厚度的变化规律，发现应变随厚度增加而减小，并利用密度泛函理论成功解释了量子限制斯塔克效应导致的发光峰能量降低。
2025-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Why Do Thick MOCVD-Grown beta-Ga2O3 Epilayers on (001) Substrates Crack: Crystallographic Origin
University of Cambridge（剑桥大学）；AIXTRON Ltd（艾克斯特龙有限公司）；Swansea University（斯旺西大学）
研究（001）衬底上MOCVD生长的β-Ga2O3外延层开裂原因，通过系统研究发现其早期就采用特定取向结构，面内扭曲程度高于倾斜程度，因晶格失配产生拉伸应变致垂直方向裂纹形成，揭示外延关系与衬底表面重构有关。
2026-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Offsets and polarization at strained AlN/GaN polar interfaces
最近在AlN/GAN（AlN on GAN）和GAN/AlN（GAN on AlN）极性（0001）界面上观察到的带不连续性的不同值是由界面处的晶格失配引起的应变引起的。我们提出了一个第一性原理计算的价带偏移，界面偶极子，应变诱导的压电场，松弛的几何结构，和形成能。我们的研究结果证实了存在一个大的向前向后的不对称性，这个接口。
1996-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Surface acoustic wave driven ferromagnetic resonance in (Ga,Mn)(As,P) epilayers
用叉指换能器在（Ga，Mn）（As，P）薄层上产生并探测声表面波。这种稀磁半导体的平面外单轴磁各向异性对层的应变非常敏感，使其成为通过磁致伸缩动态控制磁化的理想测试材料。在磁场扫描期间，传输SAW的振幅和相位的时域测量表明，在接近计算得到的进动频率等于SAW频率的场处存在明显的谐振行为。从5 K到85 K观察到共振，刚好低于该层的居里温度。一个完整的分析处理耦合磁化/声学动力学表明，磁致伸缩耦合修改的弹性常数的材料，因此波矢量解的弹性波方程。共振的形状和位置通过计算很好地再现，特别是速度（相位）变化在比声衰减变化低的场处共振的事实。
2014-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Control of the magnetic anisotropy in (Ga,Mn)(As,P) ferromagnetic semiconductor layers
一小部分的磷（高达10%）被纳入铁磁（Ga，Mn）As外延生长在GaAs衬底上。P掺入允许降低外延应变或甚至改变其符号，导致磁各向异性的强烈修改。特别是易磁化轴向生长方向的重新取向，观察到高P浓度。它提供了一个有趣的替代变质的方法，特别是对于磁化反转实验，外延缺陷强烈影响畴壁传播。
2008-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Strain evolution in GaN Nanowires: from free-surface objects to coalesced templates
自上而下制造的GAN纳米线，250 nm的直径和不同的高度，已被用来实验确定沿1维物体的垂直方向的应变的演变。X射线衍射和光致发光技术已被用来获得内部的纳米线从他们的基地到他们的顶面的初始压缩和拉伸应变的应变分布。从光学和结构表征的弛豫行为完全匹配的数值计算结果的基础上的连续介质的方法。通过监测横向自由表面实现的弹性松弛，估计了纳米线可以被认为是无应变的高度。基于该结果，足够高以无应变的NW已经被合并以形成连续的GAN层。X射线衍射，光致发光和阴极发光清楚地表明，尽管初始的无应变纳米线模板，最终的GAN层是应变。
2013-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic lattice deformation of InAs self-assembled quantum dots embedded in GaNAs strain compensating layers
用卢瑟福背散射谱中的离子沟道方法研究了生长在（001）GaAs衬底上并嵌入GaNAs应变补偿层（SCL）中的InAs自组装量子点的晶格形变。沟道效应实验表明，随着GaNAs超临界激光器中氮浓度的增加，铟晶格沿[001]生长方向发生位移，而平行于（001）晶面的晶格位移保持不变
2004-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Counterintuitive strain distribution in axial (In,Ga)N/GaN nanowires
我们研究了GAN纳米线中轴向（In，Ga）N段引起的三维形变场。利用线弹性理论框架内的有限元方法，我们研究了应变场对段长和纳米线半径之比的依赖关系。与直觉相反，弹性应变张量的平面外分量被发现假设为大的负值的长度半径比接近1。我们表明，这种意想不到的效果是在自由侧壁和相关的大剪切应变组件的纳米线的变形的直接后果。单根（In，Ga）N/GAN纳米线的模拟倒易空间图表明，nanofocus x射线衍射是一种合适的实验方法来评估这种特殊的应变状态。
2016-02-10 cond-mat.mtrl-sci
The effect of the three-dimensional strain variation on the emission properties of light-emitting diodes based on (In,Ga)N/GaN nanowires
在基于N-极性（In，Ga）N/GAN纳米线的发光二极管（LED）的电致发光（EL）光谱中，我们观察到了一个双峰结构。两个峰的相对强度随注入电流以一种特殊的方式演化。空间和光谱分辨EL图证实了光谱中存在两个主要跃迁，并表明它们是由大多数单个纳米LED发射的。为了阐明这种效应的物理起源，我们对平面LED和NW-LED的应变、电场和电荷密度分布进行了理论计算。在此基础上，我们还模拟了这些器件的EL光谱，表现出双峰结构的N极性异质结，无论是在NW和平面的情况下。相反，当模拟Ga极性平面LED时，没有观察到该特征。我们发现双峰结构的物理根源是N极性异质结构的第一个和最后一个量子阱中发生的较强的量子限制斯塔克效应。只有在NW-LED的情况下才能看到的相对峰值强度随注入电流的奇特演变归因于NWs的自由侧壁处的弹性弛豫引起的三维应变变化。因此，这项研究提供了重要的见解的工作原理的N-极性LED的基础上，平面和NW异质结构。
2017-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Biaxial Strain on Cation Octahedral Rotations and Magnetic Structure of the Antiperovskite Mn$_{3}$GaN
该研究利用密度泛函理论计算 -5% 至 5% 双轴应变下 Mn$_{3}$GaN 的磁结构与电子响应，揭示其通过键长和 Mn d 态电荷重排而非八面体倾转适应应变。
2025-01-11 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
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
Step by step capping and strain state of GaN/AlN quantum dots studied by grazing incidence diffraction anomalous fine structure
报道了利用互补反常衍射技术对小尺寸嵌入式纳米结构的研究。GAN量子点（QD），生长的分子束外延在一个修改的Stranski-Krastanow模式，研究了应变和局部环境，作为AlN盖层厚度的函数，通过掠入射异常衍射。也就是说，X射线光子能量在Ga吸收K边缘上被调谐，这使得衍射具有化学选择性。测量\textit{hkl} -扫描，接近AlN（30-30）布拉格反射，在几个能量横跨Ga K-边缘，允许提取Ga部分结构因子，从其推导出GAN量子点的面内应变。从固定的Q能量依赖的衍射强度谱，测量对应于平均面内应变状态的量子点的衍射选择的等应变区域，关于组合物和面外应变的定量信息已经获得。我们恢复了点中的面内和面外应变。与赝晶层中的双轴弹性应变的比较表明了过应变状态的趋势。
2005-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Design of high-mobility p-type GaN via the piezomobility tensor
本研究引入压电迁移率张量，通过求解ab initio玻尔兹曼输运方程并结合电子-声子散射与GW修正，系统分析了应变对GaN空穴迁移率的影响，发现三种最佳应变构型可显著提升室温空穴迁移率，为高迁移率p型GaN材料设计提供了理论框架。
2025-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic-strain-enhanced hole mobility in GaN by lattice matching to ZnGeN$_2$ and MgSiN$_2$
实现集成氮化镓（GAN）电子学的关键障碍是其低空穴迁移率。在这里，我们探索通过外延匹配最近变得可用的II-IV族氮化物材料，即ZnGeN $_2$和MgSiN $_2$，提高GAN的空穴迁移率的可能性。我们使用从头算玻尔兹曼输运方程对GAN的空穴迁移率进行了最先进的计算。我们表明，有效的单轴压缩应变的GAN沿$[1\bar{1}00]$的晶格匹配ZnGeN $_2$和MgSiN $_2$的结果在反转的重空穴带和分裂的空穴带，从而降低在压缩方向上的有效空穴质量。我们发现，晶格匹配的ZnGeN $_2$和MgSiN $_2$诱导的室温空穴迁移率增加了50%和260%相比，无应变的GAN，分别。检查作为应变的函数的趋势，我们发现，迁移率的变化是高度非线性的;晶格匹配到Zn $_{0.75}$ Ge $_{0.75}$ Mg $_{0.25}$ Si $_{0.25}$ N $_2$的假设固溶体将已经增加空穴迁移率的160%。
2022-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Electron scattering due to dislocation wall strain field in GaN layers
采用弛豫时间近似下的形变势理论研究了n型外延GAN中边型位错壁应变场对Hall迁移率的影响。有人发现，这个通道的散射可以发挥相当大的作用，在低温运输在一定的模型参数。低温实验数据拟合，包括这种机制的散射随着电离杂质和电荷位错的。
2009-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Strain-released epitaxy of GaN enabled by compliant single-crystalline metal foils
Zhejiang University（浙江大学）；Westlake University（西湖大学）；Zhongke Crystal Materials (Dongguan) Technology Co., Ltd.（中科晶材（东莞）科技有限公司）；Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences（中国科学院半导体研究所）；Westlake Smoky-mountain Technologies（西湖烟山科技有限公司）；Peking University（北京大学）；University of Toronto（多伦多大学）；BOE Technology Group Co., Ltd.（京东方科技集团股份有限公司）
本研究通过顺应性单晶铜箔实现应变释放的氮化镓异质外延，利用弹性变形和局部滑移减少应变，从而获得高质量的氮化镓外延层，进而制备出高效率的发光二极管阵列。
2026-03-27 cond-mat.mtrl-sci
In situ XRD Study of Strain Evolution in AlGaN/GaN HEMT at High Temperatures up to 1000 °C
The University of Utah（犹他大学）
该研究通过原位XRD等技术揭示了AlGaN/GaN HEMT在1000°C高温下的应变演变及结构稳定性，证实了其在高温环境下的优异性能。
2025-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication of high quality GaN nanopillar arrays by dry and wet chemical etching
我们研究了电感耦合等离子体（ICP）刻蚀和刻蚀后湿化学处理制备的GAN纳米柱阵列的应变弛豫和表面损伤。我们通过选择刻蚀参数来控制这种纳米柱结构的形状和表面损伤。我们比较了不同的衬底温度和不同的氯基蚀刻化学，以制造高质量的GAN纳米柱。室温下的光致发光和拉曼散射测量进行了研究的存在下，这些纳米结构的表面缺陷和应变弛豫，分别。我们发现，湿法KOH刻蚀可以消除干法等离子体刻蚀造成的侧壁损伤，从而获得更好的GAN纳米柱阵列质量。通过KOH湿法蚀刻去除GAN柱下方的Si材料，留下细Si柱以支撑GAN结构。从室温拉曼光谱测量，在这些结构中观察到大量的应变弛豫。室温光致发光光谱显示这些纳米盘结构中存在回音壁模式。
2014-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Elastic vs. plastic strain relaxation in coalesced GaN nanowires: an x-ray diffraction study
自发形成的GAN纳米线的密集阵列中的聚结通过集束进行：相邻纳米线在其顶部弯曲并合并，从而以弯曲的弹性能为代价降低其表面能。我们给这个捆绑过程的能量的理论描述。的弯曲能量被证明是通过在聚结关节的位错的创建大大减少。实验和计算的X射线衍射曲线的比较，从合奏的捆绑纳米线表明，很大一部分的弯曲能量确实是放松的塑性形变。残余弯曲通过衍射轮廓的延伸尾部来表现。
2016-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic-Strain Control of The Magnetic Structure in Mn\textsubscript{3}GaN
Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
本研究通过第一性原理计算探究各向异性双轴应变对反钙钛矿材料Mn₃GaN磁结构的调控作用，绘制了(001)面内应变的磁相图，发现多种应变组合均可诱导铁磁/亚铁磁相变，且可调控净磁化方向。
2025-10-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Reversible Modulation of Thermal Conductivity in GaN through Strain-Field Screening around Dislocations
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Mines Saint-Étienne（圣艾蒂安国立高等矿业学院）
研究通过应变调控GaN中位错集合，实现热导率的可逆增强，揭示了应变对晶格热导率的调控机制。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of pyroelectricity in GaN and ZnO
利用第一性原理计算计算了纤锌矿GAN和ZnO的初级热释电系数。热电性归因于内部应变的准谐热位移（携带玻恩有效电荷的阳离子和阴离子的内部位移）。初级（零外部应变）热电性在低温下占主导地位，而次级热电性（外部热应变的校正）在高温下与初级热电性相当。声学和光学声子模对初级热释电系数的贡献分别由相应的德拜函数和爱因斯坦函数描述。
2016-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Radius-Dependent Homogeneous Strain in Uncoalesced GaN Nanowires
我们研究了在Ti/Al $_{2}$ O $_{3}(0001)$衬底上用等离子体辅助分子束外延方法制备的薄且几乎无聚结的自组装GAN纳米线的应变状态。高分辨率X射线衍射谱中布拉格峰的位移揭示了在面外方向存在均匀的拉伸应变。该应变与平均纳米线半径成反比，并且由作用在纳米线侧壁上的表面应力引起。在相同的合奏不同半径的纳米线的应变的叠加结果在模拟宏观尺度上的不均匀应变的布拉格峰的加宽。的纳米线合奏示出了一个小的蓝移的束缚激子跃迁的光致发光光谱，反映了存在的补偿面内压缩应变，进一步支持掠入射X射线衍射测量在同步加速器进行。通过结合X射线衍射和光致发光光谱，实验确定构成纳米线侧壁的空气暴露GAN $\{1\bar100\}$平面的表面应力分量$f_{x}$和$f_{z}$分别为2.25和$-0.7$ ~N/m。
2020-02-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Strain, magnetic anisotropy, and anisotropic magnetoresistance in (Ga,Mn)As on high-index substrates: application to (113)A-oriented layers
基于一个详细的理论研究的晶格畸变在高指数外延层的连续介质力学方面，表达式推导出允许的应变张量的计算和实验测定（hhl）取向的（Ga，Mn）As层。推导了单斜和正交晶体对称性下应变相关的自由能量密度和电阻率张量的解析表达式，分别用相应的各向异性和电阻率参数唯象地描述了磁各向异性（MA）和各向异性磁阻（AMR）.将结果应用于具有单斜晶体对称性的（113）A取向，使用该表达式通过高分辨率X射线衍射确定一系列（113）A取向的（Ga，Mn）As层的应变张量和剪切角，并通过角度相关磁输运探测4.2 K下的MA和AMR。而横向电阻率参数几乎不受磁场的影响，描述纵向电阻率的参数是强烈的场依赖性。
2010-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Removal of GaAs growth substrates from II-VI semiconductor heterostructures
我们报告的过程中，使II-VI族半导体外延层从GaAs生长衬底和随后的转移到任意主机环境的去除。该技术结合了机械研磨和层选择性化学湿法蚀刻，并且通常适用于任何II-VI层堆叠。我们证明了非侵入性的方法，通过转移一个全II-VI磁共振隧穿二极管。高分辨率的X射线衍射证明，异质结构的晶体完整性得到保留。传输特性证实，器件的功能得到保持，甚至改善，这是由于完全弹性应变弛豫的隧道势垒层。
2013-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Four wave mixing study on coalescence overgrowth of GaN nanocolumns on sapphire
采用金属有机化学气相沉积法在c面蓝宝石衬底上生长了图形化GAN纳米柱。随后的合并过度生长打开了一个可能性，由于在柱状几何形状的横向应变弛豫位错减少。我们提出了进一步的生长优化和创新的MOCVD层的表征，过度生长的柱状结构与不同直径的柱。应用纳米压印光刻在SiO2层上开直径为250、300、450、600 nm的圆孔，SiO2层沉积在c面蓝宝石模板上的GAN层上。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Piezoelectric field, exciton lifetime, and cathodoluminescence intensity at threading dislocations in GaN{0001}
出现在自由表面的位错的应变场被部分地松弛，以确保无应力的边界条件。我们表明，这种弛豫应变在GaN {0001}中的边缘穿透位错露头引起的压电体电荷。由该电荷分布产生的电场足够强以在距离位错线超过100 nm处解离自由激子。我们评估了这种效应对位错阴极发光图像的影响。
2018-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Correlation between the structural and optical properties of spontaneously formed GaN nanowires: a quantitative evaluation of the impact of nanowire coalescence
我们研究了自发形成的GAN纳米线的结构和光学性质与不同程度的合并。该量通过分析由平面图扫描电子显微镜获得的纳米线的横截面积和周长来确定。X射线衍射实验被用来测量纳米线系综中的不均匀应变以及纳米线的取向分布。对在裸Si（111）和AlN缓冲的6 H-SiC（000-1）上制备的GAN纳米线系综所获得的结果的比较表明，不均匀应变的主要来源是由相邻纳米线的合并引起的随机变形。纳米线聚结引起的应变不均匀性的大小不仅取决于聚结程度，还取决于聚结纳米线的相互取向差。光致发光谱中施主束缚激子跃迁的线宽并不随聚结程度的增加而单调增加。与此相反，均方根应变与施主束缚激子跃迁的线宽的比较揭示了一个明确的相关性：应变不均匀性越高，线宽越大。
2014-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Strain Sensitivity in the Nitrogen 1s NEXAFS Spectra of Gallium Nitride
氮化镓（GAN）的氮1s近边X射线吸收精细结构（NEXAFS）显示出由其各向异性纤锌矿结构引起的强的天然线性二向色性。外延生长GAN薄膜中的晶格应变引起额外的光谱变化。这种变化与某些光谱特征的应变程度成正比。这种应变的变化与密度泛函理论计算的帮助下解释。
2014-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Tuning linear and nonlinear optical properties of wurtzite GaN by c-axial stress
利用密度泛函理论计算了纤锌矿GAN在c轴应力场作用下的线性和非线性光学性质。在每个c轴应变下进行完全结构优化。计算的介电函数表明，拉伸c轴应变有效地提高了线性光学效率，特别是带边跃迁，并显著提高了导带中电子的迁移率。二阶非线性光学极化率表明，拉伸c轴应变将增强GAN的零和低频非线性响应。非线性光学性能的增强解释了拉伸c轴应变下纤锌矿GAN的极化的降低。基于这些发现，我们提出了一种通过在高对称晶向上施加适当应力来改善晶体电学和光学性质的方法。
2009-09-07 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Non-destructive Depth-Resolved Characterization of Residual Strain Fields in High Electron Mobility Transistors using Differential Aperture X-ray Microscopy
微电子器件中的局部残余应力和弹性应变集中经常影响电子性能、对热机械损伤的抵抗力以及可能的辐射耐受性。表征这些浓度的主要挑战是它们存在于亚$μ$ m的长度尺度上，排除了通过更传统的残余应力测量技术对其进行表征。在这里，我们证明了使用同步加速器X射线为基础的差分孔径X射线显微镜（DAXM）作为一个可行的，非破坏性的手段来表征这些应力和应变集中的深度分辨的方式。DAXM用于以亚$μ$ m空间分辨率映射高电子迁移率晶体管（HEMT）内氮化镓（GAN）层中的源极和漏极之间的二维应变场。应变场在不同的位置在原始的和辐照的HEMT试样，除了初步的应力分析，以估计GAN层内的各种应力分量的分布。发现$γ$ -辐照显著减小了GAN中沿样品法线方向的晶格面间距，这归因于辐照期间接合到GAN的晶体管组件中的辐射损伤。
2022-08-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
In situ resonant x-ray study of vertical correlation and capping e ects during GaN/AlN quantum dots growth
采用掠入射反常X射线散射对GAN/AlN量子点的分子束外延生长过程进行了原位监测。通过掠入射多波长反常衍射（MAD）研究了量子点和AlN在AlN单分子膜逐渐覆盖量子点过程中的应变状态。垂直相关的GAN量子点的位置也研究了掠入射MAD和异常掠入射小角散射（GISAXS）作为GAN平面的数量和AlN间隔物厚度的函数。在GAN量子点和氮化铝盖相互应变影响的制度，在量子点的位置的垂直相关性被发现与作为一个侧面效应的量子点宽度的平均增加。
2005-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Impact of AlN buffer thickness on electrical and thermal characteristics of AlGaN/GaN/AlN HEMTs
Linköping University（林雪平大学）；Stanford University（斯坦福大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；Tech University of Korea（韩国科技大学）
AlN缓冲层厚度影响AlGaN/GaN/AlN HEMTs的电学和热学性能，薄层提升电子迁移率，厚层增强热导率，需优化设计平衡应变松弛与热管理。
2025-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Distorted wurtzite unit cells: Determination of lattice parameters of non-polar a-plane AlGaN and estimation of solid phase Al content
与c面氮化物不同，由于晶格的各向异性和与衬底或缓冲层的热失配，在例如a面或m面取向上生长的“非极性”氮化物遇到各向异性面内应变。这种各向异性应变导致纤锌矿晶胞的畸变，并在三元合金中精确测定晶格参数和固相III族含量（x_solid）方面产生困难。在本文中，我们表明，晶格畸变是正交的，并概述了一个相对简单的程序，从高分辨率的X射线衍射测量的非极性III族氮化物外延层的晶格参数的测量。我们推导出一个近似表达式的x_solid考虑到各向异性应变。我们说明了这一点，使用a-平面AlGaN的数据，在那里我们测量的晶格参数和估计的固相Al含量，也表明这种方法是适用于m-平面结构。
2010-06-22 cond-mat.mtrl-sci
Watching a GaN Transistor Switch: Real-Time Nanoscale Strain and Heat Dynamics
ESRF – The European Synchrotron（欧洲同步辐射光源）；KAI GmbH - Kompetenzzentrum Automobil- und Industrieelektronik（汽车与工业电子能力中心有限公司）；IKTS - Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme（弗劳恩霍夫陶瓷技术与系统研究所）；Infineon Technologies AG（英飞凌科技有限公司）；Infineon Technologies Austria AG（奥地利英飞凌科技有限公司）；Institute of Solid State Electronics, TU Wien（维也纳工业大学固态电子学研究所）
本研究利用第四代同步辐射光源的频闪暗场X射线显微镜，实现GaN高电子迁移率晶体管开关过程的纳米尺度应变与热动力学实时观测，为相关器件设计提供关键支撑。
2026-08-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Similarity of the 3.42 eV and near-band-edge 3.47 eV luminescence bands in GaN
我们表明，在GAN中的3.42 eV的光致发光（PL）带是相同的内在起源的近边缘$\sim$ 3.47 eV带，但产生的区域的极性相反，其特征在于不同的应变和生长速率。两个吸收边的热检测在0.35 K的纳米柱结构，表现出两个频带。Micro-PL研究表明，这些带的温度/功率行为相似，在紧密间隔的斑点伴随着激子能级排序的改变的强度竞争。应变引起的一维载流子限制在小反转域可能解释了带之间观察到的离散窄线。
2003-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Determination of the carrier diffusion length in GaN from cathodoluminescence maps around threading dislocations: fallacies and opportunities
我们从理论和实验两方面研究了与GAN{0001}表面相交的刃形位错应变场中激子的漂移、扩散和复合。我们计算并测量了温度在10到200 K之间的位错露头周围的高光谱阴极发光图。与通常的看法相反，阴极射线发光强度对比度仅受激子扩散的微弱影响，但主要是由位错露头处的压电场中的激子解离引起的。因此，发光图中位错周围黑点的延伸不能用于确定激子扩散长度。然而，阴极射线发光的能量对比，反映了当地的带隙变化的位错应变场，不敏感地依赖于激子扩散长度，因此使其实验测定。
2019-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Dislocation correlations in GaN epitaxial films revealed by EBSD and XRD
Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik（保罗·德鲁德固态电子学研究所）
通过EBSD和XRD研究GaN外延薄膜中位错相关性，利用自相关函数确定屏蔽距离，发现位错应变通过邻近位错屏蔽，同时观察到各向异性分辨率。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci
