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《宽禁带半导体发光材料》2.1氮化物材料的性质2
大纲
2.1.1 概述
2.1.2 晶体及能带结构
2.1.3 氮化物缺陷
2.1.4 氮化物极性
2.1.5 化学性质
2.1.6 光学性质
2.1.7 接触特性
2
2.1.4 GaN的极性
3
GaN中的极性、半极性及非极性面
4
GaN中的极性、半极性及非极性面
非极性面GaN表面形貌
6
非极性a面GaN(11-20)表面形貌
7
非极性/半极性GaN生长技术
8
GaN grown in non-polar direction
• Advantages
no polarization fields along the growth direction
no quantum confinement stark effect
Potential for high internal quantum efficiency
10
c面，极性
a面，非极性
半极性
11
1011 （2008 ）
GaN材料的极性
Ga面极性（常见） N面极性
•在GaN结构中，每一个Ga或者N都与四个N或Ga原子相连
•Ga极性面——Ga原子一个键朝上，三个键朝下（一个悬挂键）
•N极性面——N原子一个键朝上，三个键朝下（三个悬挂键）
•N极性表面悬挂键是Ga极性表面悬挂键的3倍
•N面更活泼，N极性面很容易被碱溶液腐蚀（抛光/剥离）
•Ga面很难被腐蚀，只在熔融的KOH或热的浓磷酸中选择性腐蚀（位错）
N极性和Ga极性GaN的区别
Ga极性 N极性
表面形貌 光亮 粗糙
主要缺陷 位错和纳米管 小的反筹
位错和纳米管
表面电荷 负 正
化学稳定性 抗腐蚀 易腐蚀
表面重构 1
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