探索氮化鋁（AlN）在光致發(fā)光譜中的應(yīng)用

我司合作研制的深紫外共焦光致發(fā)光（PL）譜儀迎來新的里程碑——在客戶處安裝調(diào)試過程中，在低溫下測試到了氮化鋁（AlN）的帶邊發(fā)光。突破了長期以來對于AlN的帶邊峰，到底是樣品不好發(fā)不出光來還是設(shè)備不好測不出來的羅生門。

如圖1所示，在同一變溫樣品臺上同時就近擺放一塊AlN樣品和一塊Al0.7Ga0.3N樣品作為對比。以194.5 nm的深紫外飛秒激光器激發(fā)，在-190℃的低溫下，AlN樣品在約198 nm的位置處顯示出了明顯的帶邊發(fā)光峰，經(jīng)過擬合峰位為198.3 nm，而在對比樣品上在這一段光譜區(qū)間沒有任何發(fā)光。進(jìn)一步地可以測量熒光壽命曲線，如圖1的內(nèi)插圖所示。

圖1 紅線和藍(lán)線分別是在 -190℃ 的溫度下在同一樣品臺上和同等條件下AlN樣品和作為對比樣品的Al0.7Ga0.3N的深紫外光致發(fā)光譜。內(nèi)插圖為AlN在198.3 nm發(fā)光峰的熒光壽命曲線。

需要說明的是，雖然塊體AlN禁帶寬度的理論值是6.2 eV（對應(yīng)200nm發(fā)光波長），而實(shí)驗(yàn)上通過橢偏儀吸收譜測到的比較公*的禁帶寬度也在6.1 eV上下（對應(yīng)203nm發(fā)光波長），但是隨著溫度的降低會導(dǎo)致禁帶寬度加大，帶邊發(fā)光波長進(jìn)一步減小（參考文獻(xiàn)[1]），和我們測到的結(jié)果趨勢一致。

參考文獻(xiàn)：

[1] "AlN bandgap temperature dependence from its optical properties", Journal of Crystal Growth, 310 (17), 4007 - 4010 (2008).