薄膜光电材料及器件的界面研究

摘要

界面是材料中普遍存在的结构组成单元,它支配着材料的物质输运和能量传递,因而直接影响着材料及器件的各种性能.以GaAs基LD、GaN基LED等为代表的薄膜光电材料及器件,一般由多个功能层组成,其中存在的大量界面结构更是直接影响着材料的晶体质量及器件的光电性能.本论文以界面结构的理论设计和和界面微观结构的表征为基础，采用界面处组元调控的插层技术，提高了LD和LED薄膜光电材料的晶体质量及器件的光电转化效率。实验结果表明:(1)在GaAs(缓冲层)/A1GaAs (n-阻挡层)界面、A1GaAs(p-阻挡层)/GaAs(表面层)界面，插入渐变A1组分的A1GaAs过渡层，以及在有源区的InGaAs(势阱))/GaAs(势垒)界面处插入低In的超薄InGaAs层，均能减小界面点阵失配度和界面应力，从而提高了GaAs基LD的晶体质量;(2)在有源区最后一个非掺杂GaAs(势垒层)/p-AIYGa,1_YAs(波导层)之间，插入A1xGa,_XAs隔离层，提高了载流子的复合效率;这些研究结果为研发高性能的薄膜光电材料及器件提供了理论基础和实验依据。