氮化鎵材料中持續(xù)光電導相關的深能級缺陷研究.pdf

1、本文針對分子束外延生長GaN高阻材料中出現(xiàn)的持續(xù)光電導現(xiàn)象，研究了與之相關的深能級中心的光致發(fā)光譜，持續(xù)光電導譜和光離化譜。主要研究結果如下：
　　 ⑴分子束外延生長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)文獻報道的黃光帶，結合該材料中出現(xiàn)的持續(xù)光電導現(xiàn)象，可以推斷，持續(xù)光電導相關的深能級缺陷同黃光帶無關。
　　 ⑵分子束外延生長GaN高阻材料的持續(xù)光電導譜研究表明，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)象無法用擴展指數(shù)模型和多指數(shù)模型解釋。針對持續(xù)光電導光生電流衰減對剩余載流子的依賴特點，我們提出了擴展缺陷模型：分子束外延生長GaN高阻材料的持續(xù)光電導現(xiàn)象可能是由擴展缺陷引起，光激發(fā)電子同受主深能級之間的庫侖作用導致光電流的持續(xù)和光電流的衰減對光生剩余載流子的依賴。使用擴展缺陷模型對實驗結果進行擬合，結果表明在光生載流子的回復過程中，回復勢壘不斷升高并最終趨于平衡值。使用平衡時間常數(shù)同時間的阿累尼烏斯公式擬

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