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采用两步AlN缓冲层(一层低温AlN和一层高温AlN)在r面蓝宝石衬底上生长了非极性的a面GaN, 并利用高分辨X射线衍射和光致荧光谱对所生长的材料进行了研究。两步AlN缓冲层在我们之前的工作中已被证明比单步高温AlN或低温GaN缓冲层更有利于减小材料各向异性和提高晶体质量, 本文进一步优化了两步AlN缓冲层的结构, 并得到了各向异性更小, 晶体质量更好的a面GaN薄膜。分析表明, 两步AlN缓冲层中的低温AlN层在减小各向异性中起着关键作用。低温AlN层能抑制了优势方向(c轴)的原子迁移, 有利于劣势方向(m轴)的原子迁移, 从而减小了Al原子在不同方向迁移能力的差异, 并为其后的高温AlN缓冲层和GaN层提供“生长模板”, 以得到各向异性更小、晶体质量更好的a面GaN材料。