利用MOCVD在Al2O3(0001)衬底上制备InGaN/GaN MQW结构蓝光LED外延片。以400 mW中心波长405 nm半导体激光器作为激发光源, 采用自主搭建的100～330 K低温PL谱测量装置, 以及350～610 K高温PL测量装置, 测量不同温度下PL谱。通过Gaussian分峰拟合研究了InGaN/GaN MQW主发光峰、声子伴线峰、n-GaN黄带峰峰值能量、相对强度、FWHM在100～610 K范围的温度依赖性。研究结果表明：在100～330 K温度范围内, 外延片主发光峰及其声子伴线峰值能量与FWHM温度依赖性, 分别呈现S与W形变化; 载流子的完全热化分布温度约为150 K, 局域载流子从非热化到热化分布的转变温度为170～190 K; 350～610 K高温范围内, InGaN/GaN MQW主发光峰峰值能量随温度变化满足Varshni经验公式, 可在MOCVD外延生长掺In过程中, 通过特意降温在线测PL谱, 实时推算掺In量, 在线监测外延片生长。以上结果可为外延片的PL发光机理研究、高温在线PL谱测量设备开发、掺In量的实时监测等提供参考。

利用金属有机化合物气相外延沉积技术在2 inch (5.08 cm) Si(111)图形衬底上生长了GaN外延薄膜,在Al组分渐变AlGaN缓冲层与GaN成核层之间引入了AlN插入层,研究了AlN插入层对GaN薄膜生长的影响。结果表明，随着AlN插入层厚度的增加,GaN外延膜(002)面与(102)面X射线衍射摇摆曲线半峰全宽明显变小,晶体质量变好,同时外延膜在放置过程中所产生的裂纹密度逐渐减小直至不产生裂纹。原因在于AlN插入层的厚度对GaN成核层的生长模式有明显影响,较厚的AlN插入层使GaN成核层倾向于岛状生长,造成后续生长的n-GaN外延膜具有更多的侧向外延成分,从而降低了GaN外延膜中的位错密度,减少了GaN外延膜中的残余张应力。同时还提出了一种利用荧光显微镜观察黄带发光形貌来表征GaN成核层形貌和生长模式的新方法。