GaP1-xNx混晶(x=O.2 4%～3.1%)发光复合机制的研究.pdfVIP

第43卷第4期 厦门大学学报(自然科学版) V01．43No．4 ofXiamen Science) lul。2004 2004年7月 Journal University(Natural GaPt--x 复合机制的研究 勇2， 吕毅军1，高玉琳1，林顺勇1，郑健生1，张 Mascarenhas A2，辛火平3，杜武青3 (1．厦f1大学物理攀系，裰建厦门361005；2．英国可褥生能源实验窒。美鬓；3．美鼹加州搏吉尼驻大学魄极工穰系。美国) NN对柬缚激予及其声子伴线到高组分杂璇带发光的特征，表现出明显的带隙降低的趋势．测缀结果驻示．在组分z ≥()。24％豹样器舱发光谱中NN，能爨之下敬经舞媲出现足令簸戆束缚态。在低缀分的漫是申。哭存在一秘激活缝， 仍然保持有束缚激子的特征；而在高组分样品(z≥0．81％)中存谯两种激活能．高组分样品一方面仍保留有束缚激 子的特援。另一方匿也表现爨赣戆发光棍裁． 关键词：发光；lll—V半导体；带隙弯曲 巾图分类号：O472。3 文藏檬汉谒：A GaPN、GaAsN蹩近年来出现翡薪登混晶，生长)获{嚣了高浓度鹊掺N，以至予形成GaP，…N GaPN、GaAsN混晶的带隙特殊之处在于其不是 GaP或GaAs稻GaN的线性内插关系，蔼是存在着 巨大的带隙弯瞳．由于N的引入导致了该材料体系 MOVPE得到了￡4％，Bi等人报道生长出了浓 大的带隙降低和较大的带隙弯益系数，使得GaPN、 GaAsN混晶又被称为“反常”混晶n叫]．罴N缀分 (N浓度)足够小时，GaPN、GaAsN混晶就是我们所当高的形成杂质带的掺杂浓度[2]，从而使它成为研 熟悉的GaP：N、GaAs：N的等电子掺杂体系。传统懿究等电子掺杂形成杂簇带的独特砉孝辩体系。在低掺 材料生长方法在GaP中能达到的掺N极限在[N] ～10转cm一，缀难达到形残杂质带的承平．要在GaP 及其声子伴线酌发光；覆在较高浓度下(IN3～io诤 中实现高浓度的掺N并不容易，由于GaP和GaNcm叫)，存在一系列的NN对及其声子伴线的发 之闻较大的物理特性差异，特别是晶格结构(前蓿为 闪锌矿结构，后者为通常为六角结构)和晶格常数的 组分z一0．4％)仍然观察到最深的NN；对的发光； 差异，使得GaP和GaN存在较大的可混溶性间隙，在更高浓度下，发光谱明显展宽，难以分辨出精细结 扶蠢露难以生长熹质量的商掺N的GaP材料，隧着材梅∽． 料生长技术的进步，到了20世纪90年代，人们通过 从GaP：N的等电子掺杂到GaPN混晶杂质带 金壤有机物汽裰努廷MOVPE)和分子束外延形成及带睬降低鹃物理撬削一壹是有掰争论豹阏 (MBE)等材料生长方法，在非平衡条件下(如高温 导带边眈GaP的导带边低～560meV，带隙降低也 就不足为奇[8．9]．“带反交叉”模型认为带隙降低是 由于孤立N能级和r导带边的相甄排斥引起的，但 收稿日期：2003—07—30 是这种模型未考虑到孤立N能级在GaAs和GaP 基金凌蠢：晷家骞然辩学基金豢l疆建省自然 科学基金(A0110007)资助 侮毒繁灸：器毅军(1973一)．簧。戮教授。 中N魏级在导带瘾之下)003．文献[1l，12二稽蹬在 万方数据