PAM-XIAMEN boleh membekalkan filem nipis AlN, spesifikasi tambahan sila lihathttps://www.powerwaywafer.com/2-inch-aluminum-nitride-aln-template-on-sapphire.html.

1. Latar Belakang Penyelidikan Antara Muka Tidak Koheren

Antara muka bahan berfungsi telah menarik banyak perhatian kerana mereka sering mempamerkan fenomena dan sifat fizikal dan kimia novel yang berbeza daripada bahan pukal. Sebagai contoh, gas elektron dua dimensi, superkonduktiviti antara muka, luminescence antara muka, dan kemagnetan antara muka telah ditemui pada antara muka bahan. Fenomena dan sifat antara muka yang menarik ini biasanya dikaitkan dengan interaksi fizikal dan kimia yang kuat pada antara muka, jadi ia kebanyakannya berlaku pada antara muka yang koheren dan separa koheren.

Daripada antara muka koheren kepada antara muka separa koheren, dan kemudian kepada antara muka tidak koheren, ketidakpadanan kekisi pada antara muka terus meningkat, mengakibatkan mekanisme pelarasan ketidakpadanan kekisi yang berbeza dan struktur antara muka pada antara muka bahan. Ketidakpadanan kekisi antara muka koheren adalah kecil, dan ketidakpadanan antara muka dilaraskan oleh ubah bentuk keanjalan dua kekisi bersebelahan, membentuk struktur antara muka yang dipadankan dengan sempurna antara atom pada antara muka; Ketidakpadanan kekisi pada antara muka separa koheren adalah sederhana, dikompensasikan oleh pembentukan susunan berkala bagi kehelan antara muka yang tidak padan. Ketidakpadanan kekisi pada antara muka tidak koheren adalah sangat besar, dan kristal bersebelahan pada kedua-dua belah antara muka akan mengekalkan kekisi asalnya dan disusun secara tegar bersama-sama, menjadikannya sukar untuk membentuk kehelan ketidakpadanan antara muka. Walaupun antara muka yang tidak koheren adalah lebih biasa daripada dua jenis antara muka yang lain, disebabkan padanan kekisi yang lemah dan kekuatan ikatan antara muka yang lemah, interaksi pada antara muka adalah sangat lemah. Oleh itu, antara muka yang tidak koheren jarang mempamerkan fenomena dan sifat antara muka yang unik, yang sangat mengehadkan penyelidikan dan aplikasi antara muka yang tidak koheren.

2. Penyelidikan ke atas Imuka mukaPhenomena danPropertiesdaripada AlN/Al2O3DalamkoherenImuka muka

Untuk meneroka fenomena antara muka baru dan sifat pada antara muka yang tidak koheren, pasukan penyelidik telah menjalankan penyelidikan sistematik tentang struktur atom dan elektronik serta interaksi antara muka pada antara muka yang tidak koheren. Telah didapati bahawa terdapat interaksi antara muka kuat luar biasa pada antara muka tidak koheren AlN/Al2O3 (0001) dengan ketidakpadanan kekisi besar (~12%). Interaksi antara muka yang kuat mengawal dengan ketara struktur atom dan elektronik serta sifat pendarfluor antara muka AlN/Al2O3. Hasil penyelidikan pencirian mikrostruktur mikroskop elektron penghantaran menunjukkan bahawa rangkaian kehelan ketidakpadanan antara muka dan kerosakan susunan terbentuk pada antara muka tidak koheren AlN/Al2O3, yang jarang berlaku pada antara muka tidak koheren yang lain.

Rajah 1 Struktur mikroskopik antara muka tidak koheren AlN/Al2O3 (0001). (a, b) Mikroskopi elektron penghantaran imej medan terang dan corak difraksi elektron kawasan terpilih bagi sampel keratan rentas. Pertumbuhan epitaxial filem nipis AlN pada substrat Al2O3 menghasilkan kontras yang tidak sekata antara terang dan gelap pada antara muka, menunjukkan kehadiran kepekatan tegasan pada antara muka. (c, d) Mikroskopi elektron penghantaran imej medan terang dan corak difraksi elektron kawasan terpilih bagi sampel satah. Rangkaian terkehel tidak padan antara muka terbentuk pada antara muka.

Lapisan atom menyelesaikan spektrum kehilangan tenaga elektron valens menunjukkan bahawa celah jalur pada antara muka tidak koheren AlN/Al2O3 berkurangan kepada ~3.9 eV, jauh lebih kecil daripada celah jalur bahan pukal AlN dan Al2O3 (masing-masing 5.4 eV dan 8.0 eV). Pengiraan prinsip pertama menunjukkan bahawa pengurangan dalam jurang jalur pada antara muka adalah disebabkan terutamanya oleh pembentukan tetrahedra AlN3O dan AlN3O3 oktahedra yang herot pada antara muka, mengakibatkan persaingan antara ikatan Al-N dan Al-O dan peningkatan panjang ikatan.

Rajah 2 Struktur atom dan elektronik antara muka AlN/Al2O3 tanpa kerosakan susunan. (a, b) Mengimbas mikroskop elektron penghantaran imej HAADF dan ABF. Permukaan atom Al AlN terikat terus pada permukaan atom O Al2O3 di antara muka. Kekisi AlN dan Al2O3 disusun secara tegar, dengan 8 permukaan atom AlN sepadan dengan 9 permukaan atom Al2O3. Pembinaan semula atom dan pemisahan lajur atom Al berlaku pada antara muka (ditunjukkan oleh anak panah merah). (c) Lapisan atom menyelesaikan spektrum kehilangan tenaga elektron valens. Jurang jalur pada antara muka berkurangan kepada ~ 3.9 eV, jauh lebih kecil daripada bahan pukal AlN dan Al2O3.

Rajah 3 Struktur atom dan elektronik zon kerosakan antara muka AlN/Al2O3. (a, b) Mengimbas mikroskop elektron penghantaran imej HAADF dan ABF. Kesalahan susun antara muka terbentuk pada sisi Al2O3, tetapi ia tidak mengubah padanan kekisi bahan pada kedua-dua belah antara muka. Antara muka masih mempunyai 8 muka atom AlN yang sepadan dengan 9 muka atom Al2O3. (c) Lapisan atom menyelesaikan spektrum kehilangan tenaga elektron valens. Jurang jalur pada antara muka menurun kepada ~3.9 eV, jauh lebih kecil daripada bahan pukal AlN dan Al2O3.

Rajah 4 Pengiraan prinsip pertama bagi struktur atom dan elektronik pada antara muka AlN/Al2O3. (ac) Model atom tanpa kerosakan susun, ketumpatan elektronik keadaan, dan ketumpatan cas pembezaan atom Al. Model atom (ac) zon kerosakan susun, ketumpatan elektronik keadaan, dan ketumpatan cas pembezaan atom Al. Jurang jalur dalam zon ralat bukan susun dan zon ralat susun ialah 3.3 eV dan 3.4 eV, masing-masing. Kekuatan ikatan pada antara muka adalah tinggi, membentuk tetrahedra AlN3O terherot dan oktahedra AlN3O3, dengan persaingan antara ikatan Al-N dan Al-O.

Analisis spektroskopi pendarfluor katod menunjukkan bahawa antara muka tidak koheren mempunyai ciri pendaran antara muka, yang boleh memancarkan cahaya ultraungu dengan panjang gelombang 320 nm, dan keamatan luminescence jauh lebih tinggi daripada luminescence intrinsik filem nipis AlN. Kajian ini menunjukkan bahawa antara muka tidak koheren dengan ketidakpadanan kekisi besar boleh mempamerkan interaksi antara muka yang kukuh dan sifat antara muka yang unik, mendalami dan mengembangkan pemahaman orang ramai tentang antara muka tidak koheren. Ia boleh memberikan rujukan dan panduan untuk pembangunan bahan dan peranti heterojunction termaju berdasarkan antara muka yang tidak koheren.

Rajah 5 Pengukuran pendarfluor katodik pada antara muka AlN/Al2O3. (a) Mengimbas imej elektron sekunder mikroskop elektron, (b) spektrum pendarfluor katodik, (c, d) peta taburan pendarfluor katodik yang diukur dengan laser 210 nm dan 320 nm. Pengujaan cahaya 210nm berasal daripada filem nipis AlN, dan pengujaan cahaya 320nm berasal daripada antara muka. Keamatan luminescence antara muka adalah jauh lebih tinggi daripada luminescence intrinsik filem nipis AlN.

Untuk maklumat lanjut, sila hubungi kami e-mel divictorchan@powerwaywafer.com dan powerwaymaterial@gmail.com.