共掺杂GaN基材料中稀土元素发光机制的研究

本项目采用MOCVD法来生长高质量的GaN薄膜。并利用一种稀土离子和另一种其他杂质离子共注入以及高温退火的方法在GaN薄膜中实现共掺杂。掺入的稀土离子分别为Eu、Er和Tm，并以该三种离子为发光中心分别获得三基色。与稀土离子共掺入的其他杂质有Si,Ge,O,As,P,Mg,Be。这些杂质离子在材料中引入缺陷态以及改变材料的导电类型，用以增强稀土离子的发光强度。利用X射线衍射、RBS、 高分辨透射电镜和Raman光谱来表征双离子注入引起的微缺陷。利用光致荧光和时间分辨荧光来分析这些缺陷态对能量从基体材料转移到稀土离子的影响。此外还研究GaAlN薄膜的禁带宽度、掺杂浓度和导电类型的变化对于基体激发后向稀土离子能量传递和稀土激发态电子向导带的热离化对稀土发光的淬灭过程的影响。探索适用于不同稀土离子发光的最佳禁带宽度和最佳掺杂浓度。