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Er^(3+)掺杂AlScN薄膜发光及铁电性能的协同调控
1
作者
李丹
刘明睿
+6 位作者
王帅
贾玉萍
臧行
孙蕊
张山丽
孙晓娟
黎大兵
《发光学报》
北大核心
2025年第6期1048-1056,共9页
稀土离子具有丰富的发光能级,将其作为发光中心掺杂到铁电材料中,利用铁电极化可以实现对稀土离子发光波长及强度的动态调控,将大幅提升半导体光电子器件的性能。AlScN以其强剩余极化、宽禁带特性以及与CMOS工艺的高兼容性,为构建铁电...
稀土离子具有丰富的发光能级,将其作为发光中心掺杂到铁电材料中,利用铁电极化可以实现对稀土离子发光波长及强度的动态调控,将大幅提升半导体光电子器件的性能。AlScN以其强剩余极化、宽禁带特性以及与CMOS工艺的高兼容性,为构建铁电多功能调控的新型发光器件提供了新的机遇。本文研究了Er^(3+)掺杂对AlScN薄膜发光以及铁电特性的影响,掺杂浓度的提升增加了发光中心的数量,在3.6%~9.4%的浓度范围内表现为Er^(3+)发光峰强度增加,但超过10%的浓度引起的猝灭效应会导致发光减弱。Er^(3+)掺杂使得AlScN性能有轻微的退化,但在9.4%的浓度下仍能保持80μC/cm^(2)以上的剩余极化,展现了发光与强铁电性能并存的特性,为这一铁电材料实现多功能、高集成的新型发光器件设计奠定了基础。
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关键词
AlScN
Er^(3+)
光致发光
强铁电性
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职称材料
高温热处理a面AlN表面形貌演变机理
被引量：
2
2
作者
隋佳恩
贲建伟
+8 位作者
臧行
蒋科
张山丽
郭冰亮
陈洋
石芝铭
贾玉萍
黎大兵
孙晓娟
《发光学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期810-817,共8页
非极性a面AlN(a-AlN)能够从根本上解决极性AlN引起的量子限制斯塔克效应问题,是提升AlGaN发光器件效率的有效途径。但是,非极性AlN生长面临更大的挑战,目前难以实现低缺陷密度、高平整表面的非极性a-AlN。高温热处理是一种提高AlN质量...
非极性a面AlN(a-AlN)能够从根本上解决极性AlN引起的量子限制斯塔克效应问题,是提升AlGaN发光器件效率的有效途径。但是,非极性AlN生长面临更大的挑战,目前难以实现低缺陷密度、高平整表面的非极性a-AlN。高温热处理是一种提高AlN质量的有效方法,但在热处理过程中,非极性a-AlN的表面形貌演变的物理机理尚不明确,直接影响了a-AlN表面改善与质量提升。本研究通过对a-AlN薄膜在不同条件下进行高温热处理,对样品的表面形貌演变过程进行了表征与分析,并结合第一性原理计算,揭示了高温热处理对非极性a-AlN表面的影响及其物理机理。结果表明,在高温热处理过程中Al、N原子更趋向于从a面与m面分解,而在c面吸附,使得a-AlN样品表面在高温热处理过程中出现了沿c轴方向的高取向性条纹原子台阶形貌,进而提高a-AlN材料质量。本研究为实现高质量非极性a-AlN材料及紫外发光器件提供了重要基础。
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关键词
a-AlN
高温热处理
表面形貌演变
结合能
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职称材料
题名
Er^(3+)掺杂AlScN薄膜发光及铁电性能的协同调控
1
作者
李丹
刘明睿
王帅
贾玉萍
臧行
孙蕊
张山丽
孙晓娟
黎大兵
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学材料科学与光电子工程中心
出处
《发光学报》
北大核心
2025年第6期1048-1056,共9页
基金
国家重点研发计划(2021YFA0715600)
国家自然科学基金(12204475)。
文摘
稀土离子具有丰富的发光能级,将其作为发光中心掺杂到铁电材料中,利用铁电极化可以实现对稀土离子发光波长及强度的动态调控,将大幅提升半导体光电子器件的性能。AlScN以其强剩余极化、宽禁带特性以及与CMOS工艺的高兼容性,为构建铁电多功能调控的新型发光器件提供了新的机遇。本文研究了Er^(3+)掺杂对AlScN薄膜发光以及铁电特性的影响,掺杂浓度的提升增加了发光中心的数量,在3.6%~9.4%的浓度范围内表现为Er^(3+)发光峰强度增加,但超过10%的浓度引起的猝灭效应会导致发光减弱。Er^(3+)掺杂使得AlScN性能有轻微的退化,但在9.4%的浓度下仍能保持80μC/cm^(2)以上的剩余极化,展现了发光与强铁电性能并存的特性,为这一铁电材料实现多功能、高集成的新型发光器件设计奠定了基础。
关键词
AlScN
Er^(3+)
光致发光
强铁电性
Keywords
AlScN
Er^(3+)
photoluminescence
robust ferroelectric performance
分类号
O482.31 [理学—固体物理]
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职称材料
题名
高温热处理a面AlN表面形貌演变机理
被引量：
2
2
作者
隋佳恩
贲建伟
臧行
蒋科
张山丽
郭冰亮
陈洋
石芝铭
贾玉萍
黎大兵
孙晓娟
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室
中国科学院大学材料科学与光电工程中心
北京北方华创微电子装备有限公司
出处
《发光学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期810-817,共8页
基金
国家自然科学基金(61922078,61874118,62004127)资助项目。
文摘
非极性a面AlN(a-AlN)能够从根本上解决极性AlN引起的量子限制斯塔克效应问题,是提升AlGaN发光器件效率的有效途径。但是,非极性AlN生长面临更大的挑战,目前难以实现低缺陷密度、高平整表面的非极性a-AlN。高温热处理是一种提高AlN质量的有效方法,但在热处理过程中,非极性a-AlN的表面形貌演变的物理机理尚不明确,直接影响了a-AlN表面改善与质量提升。本研究通过对a-AlN薄膜在不同条件下进行高温热处理,对样品的表面形貌演变过程进行了表征与分析,并结合第一性原理计算,揭示了高温热处理对非极性a-AlN表面的影响及其物理机理。结果表明,在高温热处理过程中Al、N原子更趋向于从a面与m面分解,而在c面吸附,使得a-AlN样品表面在高温热处理过程中出现了沿c轴方向的高取向性条纹原子台阶形貌,进而提高a-AlN材料质量。本研究为实现高质量非极性a-AlN材料及紫外发光器件提供了重要基础。
关键词
a-AlN
高温热处理
表面形貌演变
结合能
Keywords
a-AlN
high temperature annealing
surface morphology evolution
binding energy
分类号
O482.31 [理学—固体物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Er^(3+)掺杂AlScN薄膜发光及铁电性能的协同调控
李丹
刘明睿
王帅
贾玉萍
臧行
孙蕊
张山丽
孙晓娟
黎大兵
《发光学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
高温热处理a面AlN表面形貌演变机理
隋佳恩
贲建伟
臧行
蒋科
张山丽
郭冰亮
陈洋
石芝铭
贾玉萍
黎大兵
孙晓娟
《发光学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
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