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文檔簡介
1、InN具有較小的有效電子質量、較高的飽和電子漂移速度與電子遷移率等性質,使得其有望制備超高速、超高頻電子器件以及高效太陽能電池。然而,InN的低分解溫度和高熔點蒸汽壓、生長過程中團簇效應等問題,導致制備高質量材料的困難。針對該問題,本文從第一性原理出發(fā),模擬計算了InN的In極性面上動力學生長過程;提出了新的MOVPE生長方法,通過相關表征證實了該方法的有效性。主要成果如下:
首先,計算了不同覆蓋度的N和In吸附原子在干凈In
2、極性面不同位置吸附的總能和形成能,結果表明,N原子傾向于以單原子的形式吸附于t4位;而In原子在高覆蓋度下會優(yōu)先在t4位吸附、沉積、成核。N和In吸附原子在In極性面擴散勢壘的計算結果表明,不同于N原子,In原子在不同位置間能夠實現(xiàn)無勢壘擴散。In原子的這種獨有特性,使其更容易在表面形成雙In原子層結構。
其次,模擬了雙In和三In原子層表面上N原子動力學過程,結果顯示,在雙In原子層上,N原子將通過垂直擴散穿過頂部In原子層
3、,并在兩表面In原子層之間橫向擴散,形成纖鋅礦結構InN;而在三In原子層或In滴上,N原子僅能垂直擴散穿過頂部In原子層,形成新的InN分子層,與InN基底間存在雙In原子層或更厚的In薄膜,難于形成完整的纖鋅礦結構InN。
最后,采用MOVPE外延技術,通過控制通入TMIn時間,掌握了形成雙In原子層的工藝條件。表征通以33、16、8以及4s的TMIn的樣品結果表明,當通以33s的TMIn的樣品表面呈現(xiàn)許多由單質In堆積而
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