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引用本文格式: Yang Fei-Fan,Fu Hong-Yuan,Fan Yi-Bang,Ren Yu-Hao,Li Jing-Jie,Zhao Yang,Zhen Zhi-Qiang,Wang Hui. Effects of nitrogen flow rate on properties of InN films by magnetron sputtering [J]. J. At. Mol. Phys., 2021, 38(3): 036001 (in Chinese) [杨非凡,付宏远,樊义棒,任煜豪,李静杰,赵洋,甄志强,王辉. 氮气流量对磁控溅射InN薄膜特性的影响 [J]. 原子与分子物理学报, 2021, 38(3): 036001]
 
氮气流量对磁控溅射InN薄膜特性的影响
Effects of nitrogen flow rate on properties of InN films by magnetron sputtering
摘要点击 94  全文点击 9  投稿时间:2020-03-07  修订日期:2020-03-30
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DOI编号   
中文关键词   磁控溅射  InN薄膜  氮气流量  原子排布
英文关键词   Magnetron sputtering  InN films  Nitrogen gas flow rate  Atomic arrangement
基金项目   国家自然科学基金资助项目 (61674052,11404097) ;河南省高等学校重点科研项目 (20A140012) ; 河南省高校省级大学生创新创业训练计划(SRTP)项目(S201910464024);河南科技大学大学生研究训练计划 (SRTP) 项目 (2019208) ;河南科技大学物理与工程学院大学生研究训练计划 (SRTP) 项目(wlsrtp201910)
作者单位E-mail
杨非凡 河南科技大学物理工程学院 yangff722@163.com 
付宏远 河南科技大学物理工程学院 958476894@qq.com 
樊义棒 河南科技大学物理工程学院 1411105337@qq.com 
任煜豪 河南科技大学物理工程学院 1425889371@qq.com 
李静杰 河南科技大学物理工程学院 ljj1992@foxmail.com 
赵洋 河南科技大学物理工程学院 lwc9442@126.com 
甄志强 河南科技大学物理工程学院 zzq@mail.haust.edu.cn 
王辉 河南科技大学物理工程学院 wanghui08@haust.edu.cn 
中文摘要
    采用射频磁控溅射法在蓝宝石衬底上制备了InN薄膜. 研究了N2流量对InN薄膜的晶体结构、表面形貌、光学和电学特性的影响. X射线衍射(XRD)测试结果显示,InN呈六方纤锌矿结构,具有明显(002)择优取向;SEM与AFM图像显示InN薄膜均匀致密,低N2流量下随流量增加,表面逐渐趋于光滑平整,过高的N2流量使薄膜生长方式发生改变;通过检测薄膜吸收特性,利用线性外推法计算禁带宽度为1.81~1.96 eV;电学测试结果表明,制备的薄膜样品均呈现n型导电特性,且迁移率较低,最大为12.2 cm2/v∙s;载流子浓度较高,保持在1021 cm-3数量级;电阻率较小,范围是0.202~0.33 mΩ∙cm.
英文摘要
    InN films were prepared on sapphire substrate by RF magnetron sputtering. The effects of N2 flow rate on the crystal structure, surface morphology, optical and electrical properties of InN films were studied. The results of X-ray diffraction (XRD) showed that InN films have the structure of hexagonal wurtzite and obvious (002) preferred orientation. The SEM and AFM images showed that InN films are homogeneous and dense, and the surface gradually becomes smoother with the increase of the N2 flow rate at low nitrogen range. Moreover, the growth mode of the films would be changed if the N2 flow rate is high. By testing the absorption characteristics of the films, the bandgap energies of the InN films calculated by linear extrapolation are 1.81~1.96 eV. The electrical measurement results showed that the prepared InN films exhibit n-type conductivity. The mobilities are lower with the maximum of 12.2 cm2/v∙s and the carrier concentrations are higher, which are kept at the 1021 cm-3 order of magnitude. The resistivities are smaller, ranged at 0.202~0.33 mΩ∙cm.

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