一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统，包括：设置在测量密封室内、激发所述外延片产生光信号，并对所述光信号进行模数处理的测量子系统；通过所述光信号获得外延片光谱从而获得外延片压电场的分析控制子系统。所述测量子系统包括：为外延片提供外置电压的电压源；产生用于照射在外延片表面的光以激发外延片产生光信号的激发光源；接收并放大外延片的光信号的光电倍增管；将光电倍增管输出的光信号转换为数字信号的A/D模数转换器。所述分析控制子系统包括：得到外延片的光谱并获得外延片压电场的多功能控制器和调节电压源电压的电压调节控制器。本实用新型专利技术结构简单，操作方便，准确获得的外延片压电场。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及GaN基半导体器件测量
，特别是涉及一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统。
技术介绍
由于GaN基半导体器件特殊的空间对称性，以及材料本身大的压电常数，不同组分合金之间大的晶格失配而极易引起大的应变，在垂直极性面GaN基应变薄膜的方向上，存在很大的自发极化，产生自发极化场。在GaN基多量子阱结构中，压电极化场的存在引起量子阱的能带结构在异质界面处发生倾斜，电子和空穴波函数在空间上发生分离，重叠密度大为减少，电子空穴对复合几率因而减少。这种由极化场引起的量子限制斯达克(stark)效应将使发光器件的发光波长的不稳定性和发光效率低，这些都是在极性衬底上生长的 GaN极性薄膜所不可避免的。量子限制stark效应是影响GaN基器件的内量子效率的重要机制，其使发光器件的辐射复合效率降低。然而，目前对于内量子效率的直接测量手段很少有报道，测量手段往往局限于传统的反推式，反推要求能够精确的计算取光效率，而取光效率主要受芯片几何外形，材料折射率和各种吸收损耗的影响。还有些学者提出一种变温测量的方法，在降温过程中测量外量子效率随温度的变化，在一定温度范围内，测量出外量子效率，根据LED内部的复合机制，确定内量子效率。如果要准确得到内量子效率，找到能表征内量子效率的装置或方法显得尤其重要。综上，量子限制stark效应严重的影响了材料或器件发光的内量子效率，而量子限制stark效应又是由压电场而产生的。如果能获得GaN基半导体器件的压电场强度，就可以直观的表征内量子效率。所以如何获得外延片压电场就成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统，用于准确获取外延片压电场。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统，包括设置在测量密封室内、激发外延片产生光信号，并对所述光信号进行模数处理的测量子系统；与所述测量子系统相连、通过所述光信号获得外延片光谱并通过分析所述外延片光谱获得外延片压电场的分析控制子系统。可选地，所述测量子系统包括与所述外延片相连、为所述外延片提供外置电压的电压源；产生用于照射在所述外延片表面以激发所述外延片产生光信号的激发光源；接收并放大所述外延片的光信号的光电倍增管；与所述光电倍增管相连以将所述光电倍增管输出的光信号转换为数字信号的A/D模数转换器。可选地，所述分析控制子系统包括与所述A/D模数转换器相连、通过所述A/D模数转换器中的数字信号得到所述外延片光谱并通过分析所述外延片光谱获得外延片压电场的多功能控制器；与所述电压源相连并调节所述电压源电压的电压调节控制器。可选地，所述外延片的光谱由蓝移现象变为红移现象时的外置电压即为偏置电压。可选地，外延片压电场强度的计算公式为E一。= U/(dsand+dd);其中，Epiezo为压电场强度，U为偏置电压，dsand为GaN基多量子阱结构的厚度，dd为多量子阱中耗尽层的厚度。如上所述，本技术的一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统，具有以下有益效果本技术的测量系统通过改变外延片的外置电压可以得到外延片的光致发光光谱的波峰由蓝移现象到红移现象的转移图，获得偏置电压，从而获得外延片压电场；本实 用新型结构简单，操作方便，获得的外延片压电场准确性高。附图说明图I显示为本技术的一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统的结构示意图。图2显示为本技术的一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统的压电场的测量流程图。图3显示为本技术的一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的外延片的光致发光光谱从蓝移现象到红移现象的转移图。元件标号说明I 测量系统10 测量子系统100 激发光源101光电倍增管102A/D模数转换器103电压源11分析控制子系统110多功能控制器111电压调节控制器2外延片3样品台SIO-S15 步骤具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。须知，本技术的一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统的说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。量子限制stark(斯达克)效应严重的影响了外延片的内量子效率，而量子限制stark效应又是由压电场而产生的。如果能获得外延片的压电场，就可以直观的表征内量子效率。有鉴于此，本技术提供了一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统。以下将详细阐述本技术的一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本技术的一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统。请参阅图1，显示为本技术的一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统的结构示意图。如图I所示，本技术提供一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统，所述测量系统I包括测量子系统10和分析控制子系统11。·在本技术中，所述测量子系统10的功能是激发所述外延片2产生光信号并将所述光信号经数模转换装置转换为数字信号；为防止所述外延片2受外界光线的影响，所以本实施例中将所述测量子系统10设置在测量密封室内。在本实施例中，为达到所述测量子系统10的功能，所述测量子系统10包括电压源103，与所述外延片2相连，为所述外延片2提供外置电压；所述外延片2放置在样品台3等可以使得外延片2平放的装置或者器件上面；激发光源100，激发所述外延片2产生光信号，需要说明的是，所述激发光源100的光源性质并没有限制，紫外光、可见光、红外辐射光或光致发光都可以，在本实施例中，采用光致发光；具体地，使用光致发光频谱仪自带的发致发光作为激发光源100 ;所述激发光源100照射在所述外延片2的表面，外延片2的表面受到光照激发便会产生光信号；光电倍增管101，放置在可以很好地接收到外延片2所发出的光信号的位置，所述光电倍增管101可以接收并放大所述外延片2的光信号；A/D模数转换器102，与所述光电倍增管101相连，将所述光电倍增管101中的光信号转换为数字信号，以便所述分析控制子系统11处理。所述分析控制子系统11与所述测量子系统10相连；所述分析控制子系统11的功能是通过所述测量子系统10产生的数字信号获得所述外延片2光谱并通过分析所述外延片2光谱获得外延片2压电场；所述外延片2光谱即为光致发光光谱(即PL光谱，PL-photoluminescence,光致发光)。在本实施例中，为达到所述分析控制子系统11的功能，所述分析控制子系统11包括与所述A/D模数转换器102相连、通过A/D模数转换器102中的数字信号得到所述外延片2光谱并通过分析所述外延片2光谱获得外延片2压电场的多功能控制器110 ;本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GaN基多量子阱结构的外延片压电场的测量系统，其特征在于，包括：设置在测量密封室内、激发外延片产生光信号，并对所述光信号进行模数处理的测量子系统；与所述测量子系统相连、通过所述光信号获得外延片光谱并通过分析所述外延片光谱获得外延片压电场的分析控制子系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪连山，吕志勤，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：实用新型
国别省市：