Eu,Mg共掺GaN薄膜的结构和发光性能研究

• 作者: 李祥 马海 王晓丹 陈飞飞 曾雄辉
• 来源期刊: 稀有金属
• 学科: 工学
• 关键词: 光电子学 GaN 离子注入 光致发光 光学特性
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1170-1176
• 页数: 7页
• 分类号: TN304
• 语种: 中文
• DOI: 10.13373/j.cnki.cjrm.XY19040031

摘要

通过离子注入,将Eu和Mg共掺杂到金属有机化学气相沉积方法生长的GaN薄膜中,Mg的注入剂量保持为5×1013 cm-2,Eu的剂量依次为1×1014,5×1014和1×1015cm-2.采用X射线衍射(XRD)、Raman散射和光致发光研究了样品的结构和发光特性.X射线衍射和Raman散射揭示了GaN∶Eu样品和GaN∶Eu,Mg样品内部的应力随Eu注入剂量变化展现出相同的变化趋势,在Eu注入剂量从1×1014cm-2提高到5×1014cm-2后会导致GaN晶格收缩,产生张应力;当Eu注入剂量从5×1014cm-2提高到1×1015cm-2,会导致晶格膨胀,产生压应力.光致发光测试结果表明,GaN∶Eu,Mg样品中Mg的存在能够减少Eu周围的本征缺陷,抑制黄光发射,增强GaN基质与Eu3+之间的能量传递,导致与Eu相关的发射峰强度整体增强,且Mg的存在并不改变Eu相关的发光峰峰位,也没有引入新的发光峰.随着Eu/Mg剂量比的增加,发光强度增强倍数呈现先增加后减小的趋势,且在Eu/Mg剂量比为10∶1时,此时Eu发光得到最大程度的增强,为GaN∶Eu发光强度的6.6倍.