Română
English (Engleză)Nanostructurare GaN
Datorită proprietăților excelente, care includ o bandă directă largă, stabilitate termică ridicată şi mobilitate ridicată a electronilor, nitrura de galiu (GaN) a devenit un material de interes pentru o gamă largă de aplicații în optoelectronică și dispozitive cu putere mare / înaltă frecvență, cum ar fi diodele emitoare de lumină (LED-uri) pentru iluminare în stare solidă, comunicații de lumină vizibilă (VLC) și aplicații radar.
Experimentele au fost realizate pe șabloane monocristaline n-GaN cu un diametru de 2 inch, crescute prin HVPE. Substraturile GaN în faza de wurtzită, cu o grosime de 300 μm, au fost de orientare (0001). Etching-ul EC a fost realizat în soluție apoasă agitată de 0.3 M HNO3 sau soluție apoasă NaCl 3.5 M timp de 15 minute la diferite tensiuni.
Etching-ul anodic al feței N a plachetei în electrolitul HNO3 începe cu formarea unui strat poros cu grosimea în jur de 2 μm, cu majoritatea porilor care se propagă perpendicular pe suprafața plachetei. Sub acest strat, se poate distinge o structură complexă formată din piramide poroase, cu dimensiuni de ordinul zecilor de microni, așa cum se poate vedea în imaginea din dreapta.
Etching-ul EC în electrolitul HNO3 pe fața Ga a plafonului începe de la unele puncte de nucleaţie determinate de defecte de suprafață și imperfecțiuni și se desfășoară pe direcții radiale în faza inițială a procesului EC. Structurile poroase cu grad de porozitate spațial pot fi obținute prin modificarea tensiunii de anodizare în timpul procesului de creștere a porilor.
GaN crescut prin HVPE poate fi porozificat eficient într-un electrolit NaCl de 3.5 M la o tensiune anodică de 15 V. La suprafață se observă o formaţiune clară de inele circulare / hexagonale poroase. Astfel de morfologii cu alternanță de regiuni cu grad ridicat și scăzut de porozitate sunt tipice pentru suprafețele N supuse etching-ului EC sau fotoelectrochimic. Structurile poroase se dezvoltă de la suprafață la cea mai mare parte, așa cum este ilustrat de o imagine în secțiune transversală prezentată mai jos, iar porii pătrund destul de adânc în plachetă, similar cu cazul etching-ului în electrolitul HNO3, rezultând generarea de pori orientați perpendicular pe suprafața plachetei din regiunile mai adânci care prezintă o conductivitate mai uniformă.
Imaginile HR-STEM achiziționate arată două distanțe interplanare între planurile adiacente de-a lungul direcțiilor perpendiculare reciproce care s-au dovedit a fi de 0.28 nm și 0.26 nm. Aceste valori corespund distanţei interplanare între planurile adiacente (1-100) și (0001) ale rețelelor GaN de wurtzită.
Rezultatele prezentate mai sus sunt obţinute in colaborare cu grupul condus de Prof. Dr. Ion Tiginyanu, Preşedintele Academiei de Ştiinţe a Moldovei.