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論文名稱 Title |
以光致螢光及X-光繞射對分子束磊晶成長的氮化銦薄膜之研究 Investigation of the PA-MBE grown InN thin film using Photoluminescence and HRXRD |
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系所名稱 Department |
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畢業學年期 Year, semester |
語文別 Language |
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學位類別 Degree |
頁數 Number of pages |
67 |
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研究生 Author |
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指導教授 Advisor |
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召集委員 Convenor |
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口試委員 Advisory Committee |
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口試日期 Date of Exam |
2004-06-25 |
繳交日期 Date of Submission |
2004-07-29 |
關鍵字 Keywords |
分子束磊晶、氮化銦 InN, PA-MBE |
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統計 Statistics |
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中文摘要 |
本文以光致螢光(PL)的分析方法來研究氮化銦(InN)的能階大小,氮化銦薄膜樣品是以分子束磊晶 (RF-MBE) 技術分別成長在矽基版Si(111)以及藍寶石基版sapphire,Al2O3(0001)上,以生長出結晶品質良好的氮化銦薄膜為目的,進行調變不同的成長參數。 實驗量測部分,首要是確定有化合物氮化銦存在樣品上,以X-光繞射分析晶格常數,第二是觀察氮化銦薄膜的結晶品質程度,包括X-光繞射分析的w-掃描圖形的半高寬(FWHM of rocking),和掃描式電子顯微鏡(SEM)的表面形貌量測。 在PL的光譜結果裡,可以很清楚地看到InN的發光位置在室溫300 K為1900 nm(0.68 eV)以及在低溫67 K位移至1740 nm(0.71 eV)。在做變溫的PL分析裡,隨著溫度的降低能看到PL峰值位置的藍移,以及做變雷射功率的PL分析裡,隨著降低功率能看到PL峰值位置的紅移。在實驗結果上為了更有力地確定InN的能階,除了光致螢光的聚焦收集,進一步做吸收光譜分析的佐證,同樣得到一致的結果。另外更作各種改變PL條件的實驗去分析訊號的發光機制。 |
Abstract |
We discuss the PL spectra of the InN band gap. The InN thin film epitaxy grows on both Si (111) and sapphire (0001) by the PA-MBE (molecular beam epi). We change different grown conditions to improve the sample quality. In experiment part, the first step is to make sure the sample is really InN, using X-ray diffraction. And then we compare the quality of all sample, by the FWHM of X-ray diffraction rocking curve and the SEM pictures. |
目次 Table of Contents |
誌謝 英文摘要 中文摘要 Chapter 1 前言…………………………………………………4 Chapter 2 實驗基本原理………………………………………6 2.1 光致螢光(Photoluminescence,PL)原理 2.2 變溫光致螢光 2.3 X-ray繞射分析儀(High resolution X-ray diffraction,HRXRD) 2.4 拉曼光譜(Raman spectroscopy) 2.5 晶體結構 Chapter 3 儀器設備與實驗……………………………………14 3.1 PL 光譜量測系統裝置 3.2 PL 光譜量測實驗 3.3 HRXRD 繞射儀量測系統裝置 3.4 HRXRD 繞射儀量測實驗 3.5 Raman 拉曼光譜量測實驗 3.6 absorption吸收光譜量測實驗 Chapter 4 實驗結果與討論……………………...……………24 4.1 樣品參數 4.2 光致螢光光譜(PL)分析 4.3 X-ray 繞射(XRD)分析 4.4 霍爾量測(Hall effect)分析 4.5 吸收光譜分析 4.6 電子顯微鏡(SEM)分析 4.7 拉曼光譜(Raman)分析 Chapter 5 結論…………………………………………..…….60 5.1 實驗結果討論 5.2 InN的能階討論 Reference……………………………………………………...……66 |
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