以拉曼光譜研究氮銻砷化鎵之材料特性

Abstract

本篇論文係研究以氣態源分子束磊晶法成長的稀氮化物材料氮銻砷化鎵之光學特性。主要使用之儀器有拉曼光譜以及X光倒置空間譜。實驗中我們將成長好的氮銻砷化鎵分成經過650℃ 、800℃、850℃快速熱退火以及不做熱退火四種條件。實驗結果顯示經650℃和800℃熱處理的試片在拉曼頻譜上250 cm-1附近具有一個振動模態。我們也將此四種試片做了變溫拉曼的量測，其結果發現800℃的試片在溫度降低時具有最大的頻率紅移量，其後我們將此試片蝕刻300奈米深並重新測量變溫拉曼譜，紅移的量在蝕刻後明顯的減少。我們認為此一現象是源自於一個光學聲子會衰減成多個聲學聲子的非簡諧性效應。因為材料中的雜質或缺陷會形成散射中心，使得頻率產生大幅紅移，故在蝕刻之後頻率紅移量的下降顯示了雜質或缺陷的減少。 從X光倒置空間譜我們可以得到試片的水平與垂直晶格常數位在5.61 A 附近而且晶格已近乎完全鬆弛。 我們原先認為650℃和800℃熱處理的試片在拉曼光譜中發現的位於250 cm-1附近的振動模態是因有另一個銻化鎵較多的相所致，但經過X光粉末繞射儀檢驗之後並沒有發現此相的存在。我們認為此模態產生可能的原因是在經過650℃和800℃熱退火後原子結構發生了改變從而使Ga和As原子的鍵長改變。