人工晶体学报

作者：张君华, 贾志刚, 董海亮, 臧茂荣, 梁建, 许并社

单位：1.太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室,太原 030024;；2.山西浙大新材料与化工研究院,太原 030000;；3.陕西科技大学材料原子·分子科学研究所,西安 710021

关键词：AlGaInN,InGaN,应变补偿,分布布拉格反射镜,厚度偏差,组分偏差,

基金：国家自然科学基金(21972103,61904120,61604104,51672185);山西浙大新材料与化工研究院研发项目(2021SX-AT001,2021SX-AT002)

设计了中心波长为520 nm的AlGaInN/InGaN 应变补偿分布布拉格反射镜(DBR)结构,通过调节组分参数实现应变补偿,使DBR整体应变为0,采用传输矩阵法,计算了Al0.7Ga0.3-xInxN/InGaN DBR、Al0.8Ga0.2-xInxN/InGaN DBR、Al0.9Ga0.1-xInxN/InGaN DBR的反射光谱。通过对DBR结构参数进行对比,优化了其结构和反射性能。首先对比高低折射率层生长顺序,发现对于Al0.8Ga0.14In0.06N/In0.123Ga0.877N DBR,先生长高折射率层时,反射率高达99.61%,而先生长低折射率层时,反射率仅为97.73%;然后对比奇数层DBR和偶数层DBR,发现两者的反射谱几乎重合,没有显著区别;通过研究DBR对数对反射率的影响,发现对数在20~30对时,反射率随着对数的增加明显上升,30~40对时反射率增长缓慢;最后研究了材料组分对反射谱的影响,发现Al组分高的DBR折射率差大,反射性能更优,而相同Al组分的AlGaInN中In含量越低反射率越高。考虑到DBR制备过程中可能出现的厚度和组分偏差,模拟了厚度和组分出现偏差时反射谱的变化,发现高低折射率层厚度每增加或减少1 nm,反射谱红移或蓝移4~5 nm;而组分的偏差使高反射带带宽和中心波长处反射率发生明显变化。本文的研究为AlGaInN/InGaN DBR的设计和制备提供了一定的理论参考。

来源：2023年第3期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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