核分析技术在新型光电材料III族氮化物研究中的新应用

氮化镓(GaN)及其三元合金半导体是近些年迅速发展的新型光电材料，正广泛应用在全波段发光器件、短波长激光器及紫外探测器等领域，但对其结构特征及物理性质的研究很不充分：GaN和衬底之间晶格失配引起很大的应力和高密度位错，这种弹性应变影响材料的禁带宽度和发光效率，但是如何影响没有明确的解释；金属有机化学气相沉积生长过程中，总伴随有H、C和O等轻元素杂质，严重影响材料的电学性质，对这些杂质缺乏特殊的探测和定量的描述；稀土离子对镓替位的有效掺杂是实现全色显示的一个新途径，这需要对稀土离子的晶格位置进行准确的描述。离子束分析技术在上述这些方面具有独特的优势。利用卢瑟福背散射/沟道技术，结合高分辨X射线衍射可定量地研究外延膜的应变及稀土离子的替位率；利用核反应分析、质子激发X射线可精确测量H、C、O和其他微量杂质的含量及分布，核分析技术将推动对GaN基材料的深入研究和应用。