氮化鎵材料中持續(xù)光電導(dǎo)相關(guān)的深能級(jí)缺陷研究.pdf

1、本文針對(duì)分子束外延生長(zhǎng)GaN高阻材料中出現(xiàn)的持續(xù)光電導(dǎo)現(xiàn)象，研究了與之相關(guān)的深能級(jí)中心的光致發(fā)光譜，持續(xù)光電導(dǎo)譜和光離化譜。主要研究結(jié)果如下：
　　 ⑴分子束外延生長(zhǎng)GaN高阻材料的光致發(fā)光譜研究發(fā)現(xiàn)，室溫和低溫光致發(fā)光譜中均未出現(xiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的黃光帶，結(jié)合該材料中出現(xiàn)的持續(xù)光電導(dǎo)現(xiàn)象，可以推斷，持續(xù)光電導(dǎo)相關(guān)的深能級(jí)缺陷同黃光帶無關(guān)。
　　 ⑵分子束外延生長(zhǎng)GaN高阻材料的持續(xù)光電導(dǎo)譜研究表明，光電流的衰減依賴于仍處于自由

2、狀態(tài)的光激發(fā)剩余載流子，該現(xiàn)象無法用擴(kuò)展指數(shù)模型和多指數(shù)模型解釋。針對(duì)持續(xù)光電導(dǎo)光生電流衰減對(duì)剩余載流子的依賴特點(diǎn)，我們提出了擴(kuò)展缺陷模型：分子束外延生長(zhǎng)GaN高阻材料的持續(xù)光電導(dǎo)現(xiàn)象可能是由擴(kuò)展缺陷引起，光激發(fā)電子同受主深能級(jí)之間的庫侖作用導(dǎo)致光電流的持續(xù)和光電流的衰減對(duì)光生剩余載流子的依賴。使用擴(kuò)展缺陷模型對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合，結(jié)果表明在光生載流子的回復(fù)過程中，回復(fù)勢(shì)壘不斷升高并最終趨于平衡值。使用平衡時(shí)間常數(shù)同時(shí)間的阿累尼烏斯公式擬

3、合結(jié)果表明，即使在低溫下(77-130K)，電子克服回復(fù)勢(shì)壘被缺陷重新捕捉仍由熱激活過程控制，回復(fù)勢(shì)壘約為70meV。
　　 ⑶提出了一種氮化鎵材料中深能級(jí)缺陷光離化截面的測(cè)量方法，該方法綜合考慮到深能級(jí)缺陷在入射光子作用下釋放電子的同時(shí)還伴隨有載流子的回復(fù)，從而彌補(bǔ)了Klein和Hirsch光離化截面測(cè)量方法的不足。對(duì)光離化截面隨溫度和入射光子能量的測(cè)量表明，GaN高阻材料中引起持續(xù)光電導(dǎo)現(xiàn)象的擴(kuò)展缺陷具有類似DX中心的雙穩(wěn)性