资源描述：
《gap_1_x_n_x混晶的光致发光谱pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第24卷第5期半 导 体 学 报Vol.24,No.52003年5月CHINESEJOURNALOFSEMICONDUCTORSMay,20033GaP1-xNx混晶的光致发光谱1112233高玉琳 吕毅军 郑健生 张 勇A1Mascarenhas 辛火平 杜武青(1厦门大学物理系,厦门 361005)(2美国可再生能源实验室)(3美国加利弗尼亚大学电机工程系)摘要:通过GaP1-xNx(x=0105%～311%)混晶的低温光致发光(PL)谱,探讨了N在不同组分GaNxP1-x混晶的发光特性中所起的作用.在低组分(x=0105%～0181%
2、)下,GaNxP1-x的PL谱由NNi对及其声子伴线的发光组成;在高组分(x≥113%)下,NNi对之间相互作用形成的与N有关的杂质带导致了GaNxP1-x混晶的带隙降低.同时,在x=0112%的GaNxP1-x中,得到了清晰的NN3零声子线及其声子伴线,从而直接证实了NN3具有与孤立N中心完全相似的声子伴线.关键词:GaPN混晶;等电子陷阱;带隙弯曲;光致发光谱PACC:7280E;7855E;7865K中图分类号:O47213 文献标识码:A 文章编号:025324177(2003)0520476205对的能量位置相距较远,其它
3、NNi对随着i的增加,16-31 引言能量位置愈趋密集.在[N]～10cm范围,GaP∶[1]1719N只有孤立N中心的发光,而在[N]:10～10自从1965年Thomas等人[1]发现在GaP∶N-3cm范围,则同时存在着从孤立N中心到各个NNi中存在束缚于孤立N中心或NNi(i=1,⋯,10)对中对的发光,即使是NN3的发光也由于混杂着大量的心激子的一系列尖锐谱线,GaP∶N等电子陷阱杂来自NN4、NN5、NN6、NN7声子伴线的发光,从而为1519-3[2,10]质体系的性质在杂质浓度[N]:0～10cm范围谱线的辨认带来了困难.郑
4、健生等人分别用高[2～5]已经得到了很好的研究.在早期的研究中,虽然温热猝灭和选择激发对NN3及其声子伴线的性质[6]指出了要避免杂质带的影响,但实际的掺杂浓度进行了研究,但这些方法都是间接的实验方法.另一很少能达到形成杂质带的水平.直到近年来,随着新方面,目前对GaPN混晶光电性质的研究还存在着的材料生长技术如分子束外延(MBE)和金属有机一些理论和实验不符的情况,如:N的引入是否改变物化学汽相沉积(MOCVD)的发展,才获得了浓度体系的光跃迁性质,即GaPN混晶是直接带隙还是2021-3[7,8][11]高达10～10cm的掺杂,以至形
5、成GaPN混间接带隙材料?Bellaiche等人用超大原胞赝势法晶.该材料在激光二极管和光电池方面有着很大的计算表明:GaP1-xNx混晶间接跃迁与直接跃迁的转[7]应用潜力.最近的研究发现,该材料具有一些独特的换点在xc=3%,而Baillargeon等人和Liu等[12]光电性质,例如其带隙不是GaP和GaN的线性内人认为对于x>014%的GaP1-xNx仍然保持为插而存在着较大的带隙降低和巨大的带隙弯曲系[7,8]间接带隙半导体.他们的实验还指出在x≈[9][7]数,因此GaPN混晶又被称为“反常”混晶,引起716%甚至x≈16%的浓
6、度下,GaP1-xNx混晶仍保了人们越来越多的关注并成为当前的一个研究热持间接跃迁的特性.而我们的实验发现即使在x=点.一方面,在GaP∶N中,除了NN1与其它NNi311%的组分下,GaP1-xNx还具有相当强的发光.3国家自然科学基金(批准号:60276002)和福建省自然科学基金(批准号:A0110007)资助项目 高玉琳 女,1969年出生,博士研究生,主要从事Ë2Í族半导体发光材料光学性质的研究.2002206225收到,2002208231定稿○c2003中国电子学会5期高玉琳等:GaP1-xNx混晶的光致发光谱477本文研究了
7、氮组分x在0105%～311%(相当1920-3于[N]:1124×10～7166×10cm)之间的GaP1-xNx样品低温下的PL谱,测试了随N组分的逐渐增加,其发光特性由尖锐的NNi线向杂质带的演变;同时在x=0112%的GaP1-xNx样品中观测到了没有混杂其它NNi中心声子伴线的NN3及其声子伴线,直接证实了NN3与孤立N中心完全相似的声子伴线.2 实验方法实验样品GaP1-xNx是由气源MBE方法生长在(100)GaP衬底上,缓冲层GaP厚度为200nm;氮浓度图1x=0105%～0124%的GaP1-xNx样品在17K下的PL谱
8、x=0105%,0112%,0124%,0143%,016%,Fig11PhotoluminescencespectraofGaP1-xNx(x=0181%的GaP1-xNx外延
