无电极光助化学腐蚀法制备GaN微/纳米结构及其物性研究

摘要

利用K2S2O8作为氧化剂,通过无电极光助化学腐蚀GaN外延层制备多种形貌的GaN微米/纳米结构.采用扫描电子显微镜（SEM）、阴极射线发光图（CL mapping）、高分辨X射线衍射（HRXRD）、拉曼光谱（Raman spectra）和光致发光谱（PL）等先进的表征手段研究腐蚀样品的形貌、晶体结构和光学性质.结果表明：在高浓度的KOH（1 mol/L）和低强度的紫外光照下,腐蚀出高质量的腐蚀坑、微米/纳米柱和纳米线;在低浓度KOH（0.4 mol/L）和高强度的紫外光照下,制备出GaN棱锥,研究发现此微米/纳米锥体阵列为包裹了位错的GaN晶体.在腐蚀液KOH浓度低至0.1 mol/L时,GaN腐蚀样品表面形成大量的晶须,聚集成束,晶须揭露了位错;并探讨了多形貌微米/纳米GaN的形成机理.腐蚀温度和GaN外延层极性对腐蚀形貌也具有明显的影响.