赵见国 1,2,*殷瑞 1徐儒 1倪海彬 1[ ... ]常建华 1,***
作者单位
摘要
1 南京信息工程大学 电子与信息工程学院, 江苏 南京  210044
2 南京大学 电子科学与工程学院, 江苏 南京  210093
利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术,在不同晶面的蓝宝石(Al2O3)衬底上实现了极性(0002)面、半极性(11-22)面和非极性(11-20)面InN薄膜的外延生长,并通过多种表征手段对三个不同极性面InN薄膜的结构和光学特性进行了系统研究。X射线衍射(XRD)曲线展示了(0002)、(11-22)和(11-20)面InN较强的衍射峰,表明InN薄膜具有较高的成膜质量。通过扫描电子显微镜(SEM)表面图发现,极性(0002)面InN的表面形貌较光滑,而半极性和非极性InN表面均存在未完全合并的孔洞。光致发光(PL)光谱展示,不同极性面InN的峰值能量在0.63 eV附近,并从极性、半极性到非极性逐渐红移。此外,可见-红外分光光度计测得的透射谱显示,极性(0002)面InN的吸收边约为0.85 eV,而半极性(11-22)面和非极性(11-20)面InN的吸收边约为0.78 eV,表明极性InN具有更大的斯托克斯位移。
半极性面 非极性面 InN薄膜 外延生长 semipolar nonpolar InN film epitaxial growth 
发光学报
2024, 45(2): 204
作者单位
摘要
南京大学电子科学与工程学院, 南京 210023
本文利用等离子体辅助分子束外延(PA-MBE)系统, 对常规连续外延生长和金属调制外延(MME)生长AlN薄膜进行研究。研究发现: 常规连续外延方法生长模式不易控制, 容易出现过度富Al和富N模式生长, 而且微富Al模式生长还会出现一些凹坑, 表面形貌较粗糙; 然而利用MME方法生长AlN薄膜, 通过精准调控Al源和N源快门打开、关闭时间, 可以获得形貌较好的AlN薄膜。通过调整优化获得的MME方案为: 首先Al源快门打开30 s, 然后Al源和N源快门打开60 s, 最后单独打开N源快门72 s; 单一周期内, Al源快门打开时间与N源快门打开时间比例为0.7。以上述方案为一个周期进行循环生长40个周期, 可获得粗糙度低至0.3 nm(2 μm×2 μm), 几乎无凹坑的AlN薄膜。
金属调制 分子束外延 外延生长 氮化铝 粗糙度 metal modulation molecular beam epitaxy epitaxial growth aluminum nitride roughness 
人工晶体学报
2023, 52(5): 878
作者单位
摘要
南京大学电子科学与工程学院, 南京 210023
实现电学性能优良的高Al组分AlGaN外延层是制备深紫外光电器件最重要的环节之一。本工作利用分子束外延(MBE)技术, 基于周期热脱附的生长方式, 通过改变Al源供应量调控Al组分, 并用Si进行n型掺杂, 在AlN/蓝宝石衬底上得到了系列高Al组分的Si-AlxGa1-xN外延层(x>0.60)。对外延层相关物理性质进行了表征测试, 结果表明, 外延层Al组分与生长过程中Al束流大小呈现线性关系, 这为制备精确Al组分的AlGaN外延层奠定了基础。AFM结果表明, 高Al组分AlGaN外延层的表面形貌强烈依赖于Ga的供应量, 在生长过程中提高Ga束流可以显著降低外延层的粗糙度。基于范德堡法测量Si-AlGaN外延层电学性能, 证实其载流子特性良好, 其中 Al组分为0.93的样品室温下自由电子浓度、电子迁移率和电阻率分别达到了8.9×1018 cm-3和3.8 cm2·V-1·s-1和0.18 Ω·cm。
高Al组分AlGaN 分子束外延 Si掺杂 载流子特性 周期热脱附 high Al-content AlGaN molecular beam epitaxy Si doping carrier property periodic thermal desorption 
人工晶体学报
2023, 52(5): 783
Ting Zhi 1,2Tao Tao 3,4Xiaoyan Liu 1,2Junjun Xue 1,2[ ... ]Bin Liu 3,4
Author Affiliations
Abstract
1 College of Electronic and Optical Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
2 College of Microelectronics, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
3 Jiangsu Provincial Key Laboratory of Advanced Photonic and Electronic Materials, School of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China
4 Nanjing National Laboratory of Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210093, China
5 School of Information Science and Technology, Nantong University, Nantong 226019, China
6 Tongke School of Microelectronics, Nantong University, Nantong 226019, China
Plasmonic nanolaser as a new type of ultra-small laser, has gain wide interests due to its breaking diffraction limit of light and fast carrier dynamics characters. Normally, the main problem that need to be solved for plasmonic nanolaser is high loss induced by optical and ohmic losses, which leads to the low quality factor. In this work, InGaN/GaN nanoplate plasmonic nanolaser with large interface area were designed and fabricated, where the overlap between SPs and excitons can be enhanced. The lasing threshold is calculated to be ~6.36 kW/cm2, where the full width at half maximum (FWHM) drops from 27 to 4 nm. And the fast decay time at 502 nm (sharp peak of stimulated lasing) is estimated to be 0.42 ns. Enhanced lasing characters are mainly attributed to the strong confinement of electromagnetic wave in the low refractive index material, which improve the near field coupling between SPs and excitons. Such plasmonic laser should be useful in data storage applications, biological application, light communication, especially for optoelectronic devices integrated into a system on a chip.
Journal of Semiconductors
2021, 42(12): 122803
作者单位
摘要
1 南京大学 电子科学与工程学院, 南京 210046
2 南京邮电大学 电子与光学工程学院, 南京 210023
3 南京邮电大学 微电子学院, 南京 210023
4 厦门大学, 福建 厦门 361005
基于氮化镓微米LED(Micro-LED)的可见光通信(Visible Light Communication, VLC)技术成为近年来的研究热点。通过深紫外光刻技术制备了小尺寸的氮化镓基蓝/绿光Micro-LED芯片, 深入研究了40~10μm不同尺寸Micro-LED器件的性能, 以及其作为VLC光源的调制带宽能力。研究发现, 随着LED器件尺寸的缩小, 其调制带宽显著增加。通过在电极间加入电磁屏障以及对LED器件侧壁进行钝化修复, 直径为10μm的绿光Micro-LED亮度可达1×108cd/m2, 直径为20μm的蓝光Micro-LED的调制带宽可达372.6MHz。研究结果表明, 基于氮化镓的Micro-LED芯片在调制带宽上仍有较大的提升空间, 经过进一步的研究, 有望推动高速可见光通信的系统应用。
可见光通信(VLC) 调制带宽 氮化镓 visible light communication (VLC) Micro-LED Micro-LED modulation bandwidth GaN 
半导体光电
2021, 42(4): 469
Author Affiliations
Abstract
1 Jiangsu Provincial Key Laboratory of Advanced Photonic and Electronic Materials, School of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China
2 Xiamen University, Xiamen 361005, China
3 e-mail: bliu@nju.edu.cn
4 e-mail: rzhangxmu@xmu.edu.cn
We fabricated p-i-n tunnel junction (TJ) contacts for hole injection on c-plane green micro-light-emitting diodes (micro-LEDs) by a hybrid growth approach using plasma-assisted molecular beam epitaxy (PA-MBE) and metal–organic chemical vapor deposition (MOCVD). The TJ was formed by an MBE-grown ultra-thin unintentionally doped InGaN polarization layer and an n++/n+-GaN layer on the activated p++-GaN layer prepared by MOCVD. This hybrid growth approach allowed for the realization of a steep doping interface and ultrathin depletion width for efficient inter-band tunneling. Compared to standard micro-LEDs, the TJ micro-LEDs showed a reduced device resistance, enhanced electroluminescence intensity, and a reduced efficiency droop. The size-independent J-V characteristics indicate that TJ could serve as an excellent current spreading layer. All these results demonstrated that hybrid TJ contacts contributed to the realization of high-performance micro-LEDs with long emission wavelengths.
Photonics Research
2021, 9(9): 09001683
Feifan Xu 1,2Xu Cen 1,2Bin Liu 1,2Danbei Wang 1,2[ ... ]Rong Zhang 1,2,4
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Advanced Photonic and Electronic Materials, School of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, China
2 Nanjing National Laboratory of Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210023, China
3 College of Electronic and Optical Engineering & College of Microelectronics, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
4 Xiamen University, Xiamen 316005, China
Hybrid white micro-pillar structure light emitting diodes (LEDs) have been manufacture utilizing blue micro-LEDs arrays integrated with 580 nm CIS ((CuInS2-ZnS)/ZnS) core/shell quantum dots. The fabricated hybrid white micro-LEDs have good electrical properties, which are manifested in relatively low turn-on voltage and reverse leakage current. High-quality hybrid white light emission has been demonstrated by the hybrid white micro-LEDs after a systemic optimization, in which the corresponding color coordinates are calculated to be (0.3303, 0.3501) and the calculated color temperature is 5596 K. This result indicates an effective way to achieve high-performance white LEDs and shows great promise in a large range of applications in the future including micro-displays, bioinstrumentation and visible light communication.
Journal of Semiconductors
2020, 41(3): 032301
作者单位
摘要
南京大学 电子科学与工程学院, 南京 210046
在常压条件下采用化学气相淀积(CVD)技术在有石墨烯插入层的衬底上生长GaN纳米线, 研究了生长温度、石墨烯插入层、催化剂等因素对GaN纳米线的形貌、光学特性以及结构的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)谱、拉曼(Raman)谱和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对GaN纳米线的形貌、光学特性以及结构进行表征。结果表明, 在1 100 ℃条件下, 同时有石墨烯插层和催化剂的衬底表面能够获得低应力单晶GaN纳米线。石墨烯、催化剂对于获得低应力单晶GaN纳米线有重要的作用。
GaN纳米线 石墨烯 催化剂 单晶 CVD CVD GaN nanowires graphene catalyst single crystal 
半导体光电
2017, 38(6): 813
作者单位
摘要
1 南京大学 电子科学与工程学院, 江苏省光电信息功能材料重点实验室, 南京 210093
2 南京电子器件研究所, 南京 210016
目前, SiC薄膜在极端苛刻环境下的力学性质尚不明确, 相关力学参数仍需进一步研究。文章采用模拟软件ANSYS对微尺寸的SiC薄膜在不同条件下的力学性能进行了理论分析。研究了SiC薄膜的面积和厚度对刚度的影响, 结果表明, 其刚度与薄膜面积成反比, 与薄膜厚度的三次方成正比。其次, 研究了材料中缺陷的尺寸及其位置对SiC薄膜力学性能的影响, 模拟结果表明, 缺陷的位置越接近薄膜中心, 对刚度的影响越大; 缺陷的尺寸越大, 密度越高, 薄膜的刚度越小。根据实验测得高温下杨氏模量数据, 模拟计算发现SiC薄膜的刚度在290~2500K范围内, 随温度升高呈准线性下降趋势。
SiC薄膜 ANSYS数值模拟 刚度 缺陷 温度 SiC thin film ANSYS numerical simulation stiffness defect temperature 
半导体光电
2016, 37(6): 805
作者单位
摘要
1 南京大学电子科学与工程学院, 江苏 南京 210093
2 微波毫米波单片集成和模块电路国家级重点实验室, 江苏 南京 210016
石墨烯具有独特的力学、热学和光电学性能,良好的热稳定性与化学稳定性,是制备高性能导电薄膜的理想材料之一。 主要介绍了石墨烯薄膜的制备和表征技术以及石墨烯导电薄膜作为电极应用在GaN基LED中的研究进展和存在的问题,并对石墨烯电极的应用前景进行了展望。
光电子学 石墨烯 氧化铟锡 发光二极管 
激光与光电子学进展
2013, 50(8): 080018

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