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立方相Mg0.21Zn0.79O/MgO应变多量子阱纳米结构研究取得新进展
作者:李兴华    发布于:2013-04-28 16:17:23    文字:【】【】【

日盲紫外光探测器件在国防和环境监测等领域的需求不断增长,推动了人们对新型紫外光电材料和器件的研究。为了实现日盲紫外光发射和探测,要求紫外光电材料的带隙宽度大于4.4 eV (280 nm)。目前能够达到这一要求的日盲紫外光电材料主要包括,AlGaNMgZnO合金半导体材料等。我研究室的毕业博士生王雷和导师徐海阳、马剑钢等利用脉冲激光沉积技术在Al2O3 (10-10)衬底上制备出(110)取向的立方相Mg0.21Zn0.79O/MgO应变多量子阱纳米柱结构。高分辨透射电子显微镜的测试结果显示纳米柱结构中MgZnOMgO有清晰平整放的界面和明显的外延关系。通过Virtual Crystal Approximation 计算出立方相Mg0.21Zn0.79O的晶格常数与X射线衍射测得的Mg0.21Zn0.79O阱层的晶格常数的对比结果表明Al2O3 (10-10)衬底上生长的Mg0.21Zn0.79O阱层中存在较高的各向异性的双轴压应力。根据晶格失配理论计算出Mg0.21Zn0.79O阱层中的压应力大小接近或超过六方相Mg0.21Zn0.79O到立方相Mg0.21Zn0.79O的相变压力,因此我们将立方相Mg0.21Zn0.79O 的形成归因于阱层所受到的较大压应力。同时,在量子限域效应和双轴压应力的共同作用下,应变多量子阱的吸收光谱中吸收边的位置和光致发光谱中带间辐射发光峰的位置均拓展到日盲紫外波段。由于立方相MgZnO较六方相MgZnO的对称性高,理论上可以获得更高载流子迁移率,因此,立方相Mg0.21Zn0.79O/MgO应变多量子阱纳米柱结构在紫外光发射和探测领域有良好的应用前景。上述研究结果被美国应用物理快报接受并发表Appl. Phys. Lett. 102 (2013) 031905。

 

 

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