非極性氮化銦薄膜之磊晶成長與物性分析

Epitaxial Growth and Fundamental Properties of Nonpolar InN Films

洪育良(Yu-Liang Hong)

指導教授 ： 果尚志

國立清華大學/理學院/物理學系/博士(2013年)

摘要

本論文中分子束磊晶成長方法被應用在三五族氮化物的異質磊晶成長，其中以高品質的非極性氮化銦薄膜之基本物性為主要研究。對於非極性氮化銦薄膜的表面形貌，晶格結構和光學性質提出詳細的分析，說明樣品的高品質結構。目前以wurtzite結構的非極性三五族氮化物來說，由於c軸平躺在in-plane上的緣故，使得薄膜有非等向異性的光學和結構特性。因為氮化銦薄膜和藍寶石基版之間的晶格不匹配和熱膨脹係數差異極大，會有非等向異性的應力產生。在光致發光極化方面，光譜峰值位置和強度取決於wurtzite結構中c軸相對應方位關係。在變溫實驗中，隨著溫度變化會有著相對應的殘餘應力產生，影響氮化銦的電子能帶結構，造成極化率隨溫度的改變。最大極化率發生在低溫下，隨著溫度的增加而逐漸減小。此外，在雙軸的殘餘應力下，造成帶間躍遷中有價帶分裂的情形，影響氮化銦的峰值能量位移與諧振子強度是隨之改變的。最後，利用k‧p近似理論完整地，把應力修改的電子能帶結構之峰值能量位移與諧振子強度隨著溫度變化，可以跟實驗上測量出的光致極化光做詳細的分析與研究。

關鍵字

氮化銦 ； 極化率 ； 光致極化光 ； 殘餘應力

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無資料

並列關鍵字

Indium nitride ； polarization ； photoluminescence ； strain

參考文獻

[3-7] S. Gwo, C.-L. Wu, C.-H. Shen, W.-H. Chang, T. M. Hsu, J.-S. Wang, and J.-T. Hsu, Appl. Phys. Lett. 84, 3765 (2004).

[5-22] S. Gwo, C.-L. Wu, C.-H. Shen, W.-H. Chang, T. M. Hsu, J.-S. Wang, and J.-T. Hsu, Appl. Phys. Lett. 84, 3765 (2004).

[1-60] B. S. Kang, H. T. Wang, F. Ren, and S. J. Pearton, J. Appl. Phys. 104, 031101 (2008).

[1-23] R. M. Farrell, D. F. Feezell, M. C. Schmidt, D. A. Haeger, K. M. Kelchner, K. Iso, H. Yamada, M. Saito,K. Fujito, D. A. Cohen, J. S. Speck, S. P. DenBaars, and S. Nakamura, Jpn. J. Appl. Phys. Part2 46, L761 (2007).

[5-9] M.C. Schmidt, K. C. Kim, R. M. Farrell, D. F. Feezell, D. A. Cohen, M. Saito, K. Fujito, J. S. Speck, S. P. BenBaars, and S. Nakamura, Jpn. J. Appl. Phys. Part 2 46, L190 (2007).