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InN材料的电子空穴扩散长度相差大并且谷间散射概率很低,被认为是很有潜力的THz发射源材料。截止到目前,已经有很多组报道了InN薄膜和纳米结构的THz发射。但是大部分研究的样品都是沿着c轴生长的,c-InN存在自发极化场会影响InN的THz发射,有研究报道指出a-InN薄膜能够显著增强THz发射强度,但是并未得到大家的一致认可。本论文研究了a-InN薄膜的MBE生长问题,并采用了X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、Raman光谱和Hall效应等多种手段研究a-InN薄膜的物理性质,并研究了a-InN薄膜的THz发射性质。 本论文采用分子束外延生长(MBE)在r面蓝宝石衬底上插入低温GaN和高温GaN作为缓冲层生长了不同厚度的a-InN薄膜,反射高能电子衍射(RHEED)和AFM结果显示薄膜表面不平整,为3D岛状生长模式。XRD和Raman光谱结果证实成功生长了高度a轴取向的InN薄膜,且表现出明显的各向异性。室温下范德堡法Hall效应测试500nm的a-InN薄膜的电子迁移率为406cm2/Vs,为迄今为止报道的最高值之一,背景电子浓度5.7×1018cm-3。随着薄膜厚度的增加,能够有效的提高电子迁移率并降低背景电子浓度。与c-InN薄膜相似,a-InN薄膜的THz发射强度也与材料的电导率成反比,a-InN薄膜与c-InN薄膜THz强度满足相同规律(Hz发射强度也与材料的电导率成反比)意味着a-InN薄膜THz发射机理主要也是丹倍电场效应。 本论文还研究了采用MBE法在r面蓝宝石衬底上插入低温GaN和高温GaN作为缓冲层生长了不同Mg Cell温度下掺Mg的a-InN薄膜。RHEED和AFM结果显示,掺Mg的a-InN薄膜表面比非掺a-InN薄膜更加不平整。XRD2θ-ω扫描证实掺Mg的InN薄膜为a轴高度取向的,这与非掺a-InN薄膜类似。Hall测量结果显示掺Mg的a-InN薄膜背景电子浓度并没有很好的降低,这也在THz实验中得到证实,a-InN∶ Mg薄膜的THz强度大致上与非掺a-InN薄膜THz强度相同。