PAM-XIAMEN은 AlN 박막을 공급할 수 있습니다. 추가 사양은 참조하세요.https://www.powerwaywafer.com/2-inch-aluminum-nitride-aln-template-on-sapphire.html.

1. 비간섭 인터페이스 연구 배경

기능성 재료 인터페이스는 종종 새로운 물리적, 화학적 현상과 벌크 재료와 다른 특성을 나타내기 때문에 많은 주목을 받았습니다. 예를 들어, 2차원 전자 가스, 계면 초전도성, 계면 발광 및 계면 자성이 물질 계면에서 발견되었습니다. 이러한 흥미로운 경계면 현상과 특성은 일반적으로 경계면에서의 강력한 물리적, 화학적 상호작용에 기인하므로 대부분 응집성 및 반 응집성 경계면에서 발생합니다.

응집성(coherent) 인터페이스에서 반일관성(semi-coherent) 인터페이스, 그리고 비일관성(incoherent) 인터페이스에 이르기까지, 인터페이스의 격자 불일치가 계속 증가하여 재료 인터페이스의 격자 불일치 조정 메커니즘과 인터페이스 구조가 달라집니다. 응집성 인터페이스의 격자 불일치는 작고, 인터페이스 불일치는 인접한 두 격자의 탄성 변형에 의해 조정되어 인터페이스의 원자 사이에 완벽하게 일치하는 인터페이스 구조를 형성합니다. 반일관성 경계면의 격자 불일치는 중간 정도이며 경계면 불일치 전위의 주기적인 배열 형성으로 보상됩니다. 비일관성 인터페이스의 격자 불일치는 매우 크고, 인터페이스 양쪽의 인접한 결정은 원래 격자를 유지하고 서로 견고하게 쌓여 인터페이스 불일치 전위를 형성하기 어렵습니다. 비일관성 인터페이스는 다른 두 가지 유형의 인터페이스보다 더 일반적이지만 격자 일치가 좋지 않고 인터페이스 결합 강도가 약하기 때문에 인터페이스의 상호 작용이 매우 약합니다. 따라서 비일관성 인터페이스는 고유한 인터페이스 현상과 속성을 거의 나타내지 않으며, 이는 비일관성 인터페이스의 연구 및 적용을 크게 제한합니다.

2. 나에 대한 연구인터페이스P현상과P로프티AlN/Al2O3의에일관성 있는I인터페이스

불일치 인터페이스에서의 새로운 인터페이스 현상과 특성을 탐구하기 위해 연구팀은 불일치 인터페이스에서의 원자 및 전자 구조와 인터페이스 상호 작용에 대한 체계적인 연구를 수행했습니다. 큰 격자 불일치(~12%)를 갖는 AlN/Al2O3(0001)의 비일관성 인터페이스에서 비정상적이고 강력한 인터페이스 상호 작용이 있는 것으로 밝혀졌습니다. 강력한 인터페이스 상호작용은 AlN/Al2O3 인터페이스의 원자 및 전자 구조와 발광 특성을 크게 조절합니다. 투과전자현미경 미세구조 특성화에 대한 연구 결과는 인터페이스 불일치 전위 네트워크와 적층 결함이 AlN/Al2O3의 불일치 인터페이스에서 형성된다는 것을 나타내며, 이는 다른 불일치 인터페이스에서는 드물다.

그림 1 AlN/Al2O3(0001) 비간섭성 경계면의 미세 구조. (a, b) 투과 전자 현미경 명시야 이미지 및 단면 샘플의 선택된 영역 전자 회절 패턴. Al2O3 기판에 AlN 박막을 에피택셜 성장시키면 경계면에서 명암 대비가 고르지 않게 되어 경계면에 응력 집중이 존재함을 알 수 있습니다. (c, d) 투과 전자 현미경 명시야 이미지 및 평면 샘플의 선택된 영역 전자 회절 패턴. 인터페이스 불일치 전위 네트워크가 인터페이스에 형성됩니다.

원자층 분해 원자가 전자 에너지 손실 스펙트럼은 AlN/Al2O3의 비간섭성 계면에서의 밴드갭이 ~3.9eV로 감소함을 보여주며, 이는 AlN 및 Al2O3 벌크 물질의 밴드갭(각각 5.4eV 및 8.0eV)보다 상당히 작습니다. 첫 번째 원리 계산에 따르면 인터페이스에서 밴드갭의 감소는 주로 인터페이스에서 왜곡된 AlN3O 사면체 및 AlN3O3 팔면체의 형성으로 인해 발생하며, 이로 인해 Al-N과 Al-O 결합 간의 경쟁이 발생하고 결합 길이가 증가합니다.

그림 2 적층 결함이 없는 AlN/Al2O3 인터페이스의 원자 및 전자 구조. (a, b) 주사 투과 전자 현미경 HAADF 및 ABF 이미지. AlN의 Al 원자 표면은 인터페이스에서 Al2O3의 O 원자 표면에 직접 결합됩니다. AlN과 Al2O3의 격자는 견고하게 쌓여 있으며, 8개의 AlN 원자 표면은 9개의 Al2O3 원자 표면과 일치합니다. Al 원자 기둥의 원자 재구성 및 분할은 인터페이스(빨간색 화살표로 표시)에서 발생합니다. (c) 원자층 분해 원자가 전자 에너지 손실 스펙트럼. 인터페이스의 밴드갭은 AlN 및 Al2O3 벌크 재료보다 훨씬 작은 ~3.9eV로 감소했습니다.

그림 3 AlN/Al2O3 인터페이스 결함 구역의 원자 및 전자 구조. (a, b) 주사 투과 전자 현미경 HAADF 및 ABF 이미지. 인터페이스 적층 결함은 Al2O3 측면에 형성되지만 인터페이스 양쪽에 있는 재료의 격자 매칭은 변경되지 않습니다. 인터페이스에는 여전히 9개의 Al2O3 원자 면과 일치하는 8개의 AlN 원자 면이 있습니다. (c) 원자층 분해 원자가 전자 에너지 손실 스펙트럼. 인터페이스의 밴드갭은 AlN 및 Al2O3 벌크 재료보다 훨씬 작은 ~3.9eV로 감소했습니다.

그림 4 AlN/Al2O3 인터페이스에서 원자 및 전자 구조의 첫 번째 원리 계산. (ac) 적층 결함, 전자 상태 밀도 및 Al 원자의 미분 전하 밀도가 없는 원자 모델. (ac) 적층 결함 구역, 전자 상태 밀도 및 Al 원자의 차등 전하 밀도의 원자 모델. 비스태킹 결함 영역과 스태킹 결함 영역의 밴드 갭은 각각 3.3eV와 3.4eV입니다. 경계면의 결합 강도가 높아 Al-N과 Al-O 결합이 경쟁하면서 왜곡된 AlN3O 사면체와 AlN3O3 팔면체를 형성합니다.

음극 형광 분광학 분석은 비간섭성 계면이 320 nm 파장의 자외선을 방출할 수 있는 계면 발광 특성을 가지며 발광 강도가 AlN 박막의 고유 발광보다 훨씬 높다는 것을 보여줍니다. 이 연구는 큰 격자 불일치가 있는 비일관성 인터페이스가 강력한 인터페이스 상호 작용과 고유한 인터페이스 속성을 나타낼 수 있어 비일관성 인터페이스에 대한 사람들의 이해를 심화하고 확장할 수 있음을 나타냅니다. 이는 비일관성 인터페이스를 기반으로 하는 고급 이종접합 재료 및 장치 개발을 위한 참조 및 지침을 제공할 수 있습니다.

그림 5 AlN/Al2O3 계면에서의 음극 형광 측정. ( a ) 주사 전자 현미경 2 차 전자 이미지, ( b ) 음극 형광 스펙트럼, ( c, d ) 210 nm 및 320 nm 레이저로 측정 한 음극 형광 분포 맵. 210nm 광 여기는 AlN 박막에서 발생하고 320nm 광 여기는 인터페이스에서 발생합니다. 계면 발광 강도는 AlN 박막의 고유 발광보다 상당히 높습니다.

자세한 내용은 이메일로 문의해 주세요.victorchan@powerwaywafer.com 과 powerwaymaterial@gmail.com.