蓝宝石邻晶面MBE生长GaN薄膜：抑制位错缺陷提升质量的关键策略

本文主要探讨了在蓝宝石衬底分子束外延（MBE）生长GaN薄膜过程中的原位椭偏光谱分析。GaN薄膜作为半导体材料在光电子器件中具有重要应用，而其质量的提高对于提升器件性能至关重要。在常规的蓝宝石衬底MBE生长过程中，位错缺陷是一个关键问题，特别是螺旋位错，它们往往源自于缓冲层升温时应变能的释放不均匀。 作者通过实验发现，这种缺陷的产生与蓝宝石衬底的热处理方式密切相关。使用传统的蓝宝石衬底，位错缺陷的形成可能导致薄膜性能下降。然而，一项创新的方法是采用蓝宝石的邻晶面作为衬底，这种方法有效地抑制了GaN外延层中螺旋位错的生成。这是因为邻晶面衬底能够提供更均匀的应变释放路径，从而减少位错的形成。 椭偏光谱分析作为一种重要的表征手段，在本文中被用来监测GaN薄膜生长过程中结构和缺陷的变化。通过这一技术，研究人员能够实时监测衬底与外延层之间的应力分布以及位错密度，这对于优化生长条件和控制薄膜质量具有重要意义。 总结起来，利用蓝宝石邻晶面衬底进行MBE生长GaN薄膜，可以作为一种有效的策略来抑制螺旋位错的产生，进而改善薄膜的结晶质量和均匀性。这对于提升GaN基光电器件的性能，如发光二极管（LED）、激光器等有着直接的推动作用。因此，这项研究对于GaN薄膜制备技术的发展和优化具有重要的理论和实践价值。