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近年来,氮化镓(GaN)和相关材料已经实现了许多应用,例如发光二极管(LED)、蓝光/紫外光半导体激光器、大功率电子器件和太阳能电池等。GaN是优异的压电材料,其表现出小的残余应力,可以优化光电器件的物理特性和器件性能。铟镓氮(InGaN)是直接带隙材料,其禁带宽度从0.7 eV(InN)到3.4 eV(GaN)连续可调,涵盖从红外(IR)到紫外(UV)的宽光谱范围,这使其适用于全光谱的光电器件领域。高质量高In组分InGaN薄膜的发展已经引起了人们的重视和努力。类似地,氮化镓铝(AlGaN)合金由于其导热性高,介电常数高和带隙连续可调,在高温、大功率和深紫外光电子器件的开发中具有非常意义的研究价值。本文针对氮化物半导体材料的光学特性,利用椭偏测量技术对GaN,InGaN和AlGaN的光学常数进行了分析研究。本论文的主要内容如下:(1)对金属有机化学气相沉积法(MOCVD)在c面蓝宝石基底上生长的硅掺杂的n型GaN薄膜样品进行室温下多角度的椭圆偏振光谱的测试,并采用 Gaussian、Psemi-Mo 和 Psemi-Tri 振子模型在 193 nm-1650 nm 范围内模拟描述GaN薄膜和GaN缓冲层。经过对椭偏数据进行处理分析,可以高效的得到实验样品可靠的光学常数,为研究材料的能带结构提供了一个新的思路。(2)对高压化学气相沉积法(HPCVD)生长的含有不同In组分的InxGa1-xN薄膜样品进行多角度变温椭偏光谱测量实验,测试温度范围为室温至500℃。使用Tauch-Lorentz振子模型描述InxGa1-xN薄膜的光学常数。随In分量的增加InxGa1-xN光学常数出现和测试温度的增加时相同的趋势。(3)采用高精度的椭圆偏振测量技术研究了 A1组分变化和温度变化(300 K-823 K)对AlxGa1-N外延层的光学性能的影响。随着温度的升高,透明区域的折射率增加,所有研究样品的光学带隙值都降低。