發(fā)布時間：2021-01-27 04:28

　　稀土離子摻入AlN形成的新型材料將稀土離子優(yōu)良的光學、磁學性質與AlN優(yōu)異的電學性質集于一體,在探測器件、激光器、照明顯示器件以及稀磁半導體等眾多領域具有光明的應用前景和較高的商業(yè)價值,因此成為目前研究的熱門材料之一。本文采用HVPE方法在藍寶石襯底上制備厚度約290 nm的AlN薄膜,隨后采用離子注入的手段將Eu、Tm、Pr和Er注入AlN層,制備出一系列稀土離子單摻、雙摻以及三摻AlN的樣品。采用EDX檢測樣品的成分,以Raman和XRD為結構表征手段,CL和PL為光學表征手段,主要研究離子注入劑量、退火溫度和共摻對樣品的結構和光學特性的影響。研究的主要內容和分析結果如下:1.研究了退火溫度對AlN:Eu樣品的元素成分、結構和光學特性的影響,在EDX譜中,發(fā)現(xiàn)退火溫度對樣品中O元素的含量有較大影響,當退火溫度增加時,O元素的含量變少。1040℃的退火能夠釋放離子注入引入的應力,使得AlN薄膜的晶格損傷得到一定程度的修復。AlN:Eu樣品在1000℃下退火時,Eu離子的發(fā)光強度最強,超過1000℃,發(fā)光強度下降。2.研究了Eu離子注入劑量對AlN:Eu樣品的結構和光學特性的影響。結果... 

【文章來源】：蘇州科技大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

氮化鋁結構：（a）六方纖鋅礦；（b）立方閃鋅礦；（c）巖鹽礦；（d）四面體結構

蘇州科技大學碩士論文 第一章 緒論通常也分別稱為點缺陷、線缺陷、面缺陷和體缺陷。雖然線缺陷和面缺陷能夠通過優(yōu)化晶體制備的條件和生長方法來減少，但是點缺陷以及雜質并不能完全避免。缺陷對器件的影響具有雙面性，如在純Si中摻入少量雜質能夠增加載流子的的濃度從而改善Si的電導率。在AlN基的發(fā)光器件中，因稀土離子的摻入而產(chǎn)生的雜質能夠充當能量傳遞的媒介從而促進對稀土發(fā)光離子的激勵，而位錯缺陷能夠捕獲電子和空穴導致稀土離子發(fā)光猝滅。因此完全抑制材料中的缺陷的做法是不可取的，應視實際應用而定。在某些情況下，需要在材料中加入雜質來增強材料的電學特性[34]。因此，掌握材料中的缺陷和器件的功能能更好地提升器件的使用性能。

生長工藝應用于AlN的生長，但是獲得高質量的AlN仍是一項具前已經(jīng)探索出了多種生長AlN薄膜的方法。最常用的是脈沖激光沉屬有機化學氣相沉積（MOCVD）[47,48]、物理氣相傳輸（PVT）[延（HVPE）[51]、分子束外延（MBE）[52]和反應磁控濺射（RMS，反應磁控濺射因其成本低、簡便、可大規(guī)模生產(chǎn)以及在低溫下敷層而在工業(yè)上得到廣泛應用PLD長AlN材料主要經(jīng)歷三個過程[54]：高能光子與靶材之間的相互體膨脹和粒子的沉積成膜。高能的脈沖激光入射到固體靶上，部靶面迅速升溫，同時溫度向內部擴散，接著靶材開始熔化、蒸發(fā)為高溫高密度的等離子體。等離子體羽輝在高溫膨脹過程中翻身碰離和復合等一系列的反應，隨后具有一定動能的粒子飛達襯底，行遷移、擴散、成核、生長，逐漸累積形成薄膜。在此過程中需N的化學劑量比。圖1-3所示為PLD法制備AlN膜的示意圖。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3002420