離子束輻照導(dǎo)致inxga1xn(0.32≤x≤1.0)薄膜表面形貌及化學(xué)組分的變化

1、分類號：分類號：O571.33密級：密級：公開公開研究生學(xué)位論文論文題目（中文）論文題目（中文）離子離子束輻照導(dǎo)致輻照導(dǎo)致InxGa1xN(0.32≤x≤1.0)薄膜表面形貌及表面形貌及化學(xué)組化學(xué)組分的變化變化論文題目（外文）論文題目（外文）IonbeaminducedchangesonsurfacemphologychemicalcompositionofInxGa1xN(0.32≤x≤1.0)films研究生姓名研究生姓名彭金鑫彭金

2、鑫學(xué)科、專業(yè)學(xué)科、專業(yè)工程工程核能與核技術(shù)工程核能與核技術(shù)工程研究方向研究方向射線與物質(zhì)相互作用射線與物質(zhì)相互作用學(xué)位級別學(xué)位級別工程工程碩士碩士導(dǎo)師姓名、職稱導(dǎo)師姓名、職稱張利民張利民副教授教授論文工作論文工作起止年月起止年月20142014年9月至月至20172017年5月論文提交日期論文提交日期20172017年5月論文答辯日期論文答辯日期20172017年5月學(xué)位授予日期學(xué)位授予日期校址：甘肅省蘭州市校址：甘肅省蘭州市I離子束輻

3、照導(dǎo)致離子束輻照導(dǎo)致InxGa1xN(0.32≤x≤1.0)薄膜表面形貌膜表面形貌及化學(xué)組分的變化及化學(xué)組分的變化中文摘要中文摘要InGaN是重要的III族氮化物半導(dǎo)體材料，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于光電器件的制作，并對發(fā)展新一代的太陽能光伏器件具有獨特的應(yīng)用前景。研究離子束的輻照損傷效應(yīng)對于離子注入技術(shù)在InGaN材料中的應(yīng)用以及InGaN基半導(dǎo)體器件的抗輻射評價等具有重要意義。近年來，作者所在課題小組對離子束輻照導(dǎo)致InGaN薄膜微結(jié)構(gòu)、光學(xué)

4、和電學(xué)性質(zhì)的變化進行了研究。本論文旨在研究載能離子輻照導(dǎo)致InGaN表面形貌和化學(xué)組分的變化。我們使用5MeVXe離子分別在室溫和500℃下對纖鋅礦結(jié)構(gòu)的InxGa1xN(0.32≤x≤1.0)薄膜進行了輻照，然后利用光學(xué)顯微鏡(OM)、原子力顯微鏡(AFM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線能量色散譜(EDS)、X射線光電子能譜(XPS)和Raman光譜等對薄膜的表面形貌和化學(xué)組分進行了測試與分析，并對室溫Xe離子輻照的薄膜進行了高溫

5、(500℃)退火研究。研究結(jié)果表明：(1)當(dāng)室溫Xe離子輻照的劑量達到31013cm2時，富GaInxGa1xN(x0.5)薄膜的表面幾乎沒有發(fā)生變化，而富In薄膜的表面出現(xiàn)了直徑約為幾個μm的凸起凹坑，這與輻照薄膜中N2氣泡的形成有關(guān)；(2)輻照后500℃的退火會使得薄膜表面的損傷程度變得更加嚴重，這被歸因于較小的N2氣泡在高溫退火過程中會相互合并形成較大的氣泡；(3)對于500℃的高溫Xe離子輻照，當(dāng)離子輻照量增加至31013cm2

6、時，由于增強的動態(tài)退火效應(yīng)薄膜表面的損傷程度明顯低于室溫輻照的情況，但當(dāng)離子輻照量繼續(xù)增加至61013cm2時，富In薄膜發(fā)生了剝落；(4)輻照導(dǎo)致了薄膜表面金屬原子的氧化，氧化程度隨著In組分的增加而增大；(5)輻照后富In薄膜表面N原子的濃度明顯降低，這可能與N2氣泡的形成和釋放有關(guān)?？傮w而言，我們的研究結(jié)果清楚的顯示離子輻照導(dǎo)致InxGa1xN表面的損傷程度會隨著x的增加而顯著增大，研究結(jié)果對于離子束技術(shù)在InGaN材料中的應(yīng)用可