PRACA DOKTORSKA Zale ność własności strukturalnych ...

ROZDZIAŁ I. WstępI.1. Własności fizyczne i zastosowanie azotków pierwiastków grup III i IVMateriały z rodziny azotków metali grupy III układu okresowego (InN, GaN, AlN), krystalizujące wstrukturze wurcytu, oraz ich roztwory stałe znalazły się w centrum powszechnej uwagi nie tylkonaukowców, technologów, czy menadżerów przemysłu elektronicznego, ale i szerokiej opiniipublicznej. Zainteresowanie to jest związane z właściwościami optycznymi i elektronicznymi tychzwiązków. Do najważniejszych zastosowań należy zastąpienie dotychczasowych konwencjonalnychźródeł światła przez półprzewodnikowe panele świetlne o żywotności i sprawności energetycznejwielokrotnie przewyższającej klasyczne źródła, a w dodatku zasilane niskim napięciem [1], [2], [3].Urządzenia takiego rodzaju (diody, lasery) mogą emitować światło w szerokim zakresie długości fali,od czerwonego do ultrafioletowego. Rysunek I.1.1 przedstawia dostępną na rynku diodęelektroluminescencyjną firmy Nichia, zbudowaną z warstw azotków metali grupy III na podłożuszafirowym.(a)Rysunek I.1.1. Oparta na azotkach komercyjna dioda elektroluminescencyjna firmy Nichia. Narysunku (a) pokazano schemat układu warstwowego wykorzystanego w diodzie, na rysunku (b)przykład działania takiej diody (rysunek (a) wykonany na podstawie [4], fotografia (b) z pracy [4]). *(b)Tym, co decyduje o szczególnych możliwościach azotków metali z grupy III jest szeroka, prostaprzerwa energetyczna (GaN – 3.4 eV, AlN – 6.0 eV), którą można zmieniać w zakresie od 2 do 6 eVdobierając odpowiedni skład roztworu stałego. Dla InN wartość przerwy podaje się obecnienajczęściej jako bliską 1 eV [5], [6] na jaką wskazują również obliczenia teoretyczne [7] (wcześniepodawano zwykle wartość ok. 1.9 eV). Niektórzy autorzy skłaniają się ku poglądowi, że materiał tenposiada obie wymienione przerwy energetyczne (prostą i skośną).* Fotografie i rysunki w całej niniejszej pracy zostały wykonane przez autora, o ile nie zaznaczono inaczej.1