n-型氮化銦薄膜之光譜性質研究

Abstract

我們研究利用有機金屬氣相磊晶法成長在 (0001) 藍寶石基板上的 n 型氮化銦薄膜 (膜厚為 120 ~ 220 nm 左右) 之光譜性質。我們觀察到n 型氮化銦薄膜的室溫光激螢光光譜強度最大的頻率位置約在 0.8 eV。我們也發現另一個出現在 0.96 eV的光激螢光訊號，其物理機制目前尚未明瞭。此外，主要的光激螢光峰值隨著溫度下降，出現些微的紅移、藍移以及紅移的現象，其原因來自於熱擴張效應、帶尾能隙的載子受熱擾動及聲子干擾造成晶格受熱擾動等影響而成。

我們量測 n 型氮化銦薄膜的變溫反射光譜 (溫度範圍為 10 K 和 340 K 之間)。室溫遠紅外光光學電導率包括了在448 cm-1 與475 cm-1的A1(TO) 和 E1(TO) 兩個振動模。利用非簡諧振盪的模型可以解釋聲子擬合參數隨溫度的變化。有趣地是，居德電漿頻率 (~ 5200 cm-1) 及能隙行為之吸收峰 (~ 7500 cm-1) 不隨溫度變化，反之，電荷載子的碰撞率隨著降溫而變小。我們也藉由橢圓儀量測n 型氮化銦薄膜的光譜響應，介電函數顯示在 1.4 eV、3 eV、5 eV、5.3 eV以及6.1 eV 具有吸收峰，這些吸收峰的能量位置與氮化銦之電子結構理論計算結果相符。