石墨烯上GaN的MBE生长研究

摘要

GaN基半导体材料是直接带隙半导体且禁带宽度从紫外波段到红外波段连续可调,因而被广泛应用于制作发光二极管和激光器等方面.一般商品化的GaN基LED是通过金属有机物化学气相沉积(Metal-organic Chemical vapor Depositon,MOCVD)技术,在蓝宝石、SiC或Si衬底上异质外延得到.由于衬底和外延材料的晶格常数和热膨胀系数不匹配,GaN基LED的材料质量、器件的辐射复合效率受到制约.利用分子束外延(MBE)在石英玻璃／石墨烯衬底上进行了GaN薄膜材料外延生长的探索。底层石墨烯的质量的对外延晶体质量和表面的改善起着重要作用。同时，对比这四个样品可以发现，无论从晶体质量，表面平整度还是相分离的角度，AlN成核层都起着重要的作用。在今后的工作中，还需要进一步优化AlN成核层的生长条件。