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：稀有金属, 2020, 44(11): 1170-1176.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.xy19040031

• 光电子学
• GaN
• 离子注入
• 光致发光
• 光学特性

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5×1013cm-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。

• 单位
  数理学院; 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所; 苏州科技大学