通过反向散射电子对有孔的GaN分布式布拉格反射器进行地表下成像
Maruf Sarkar1, Francesca Adams1, Sidra A Dar1
1Department of Materials Science and Metallurgy, University of Cambridge, Cambridge CB3 0FS, UK.
概括
回散电子扫描电子显微镜 (BSE-SEM) 提供了一种非破坏性的方法来表征多孔化 (GaN) 分布布拉格反射器 (DBR). 这种技术有效地可视化了表面下孔形态,这对于优化DBR性能至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 半导体物理 半导体物理
背景情况:
- 多孔化 (GaN) 分布布拉格反射器 (DBR) 是必不可少的光学元件.
- 描述这些多孔结构的表面下形态对于性能优化至关重要.
- 现有的表征方法可能具有破坏性或缺乏效率.
研究的目的:
- 引入和验证反向散射电子扫描电子显微镜 (BSE-SEM) 以进行多孔GaN DBRs的非破坏性表征.
- 研究电子着陆能量 (LE) 与图像质量 (对比度,空间分辨率,信息深度) 之间的关系.
- 将BSE-SEM成像与其他技术比较,例如扫描传输电子显微镜 (STEM).
主要方法:
- 通过表皮氧和电化学蚀刻制造多孔的GaN DBR.
- 使用Zeiss GeminiSEM 300进行BSE-SEM成像.
- 系统地改变初级电子着陆能量 (LE),以评估其对成像的影响.
- 使用半经验表达式来推导图像参数的理论预期.
主要成果:
- BSE-SEM成功地在中孔和微孔GaN DBR中成像了表面下孔状形态,与STEM观测一致.
- 最佳对比度和空间分辨率在20 keV LE左右实现,改善趋于30 keV.
- 在~295nm的深度上,BSE-SEM检测到多孔性,即使通过~190nm的GaN盖,具有改进的对比度.
- 图像分析证实,BSE-SEM主要对顶端多孔层的顶部区域敏感,信息深度随着LE的增加而增加.
结论:
- BSE-SEM是一种高效,非破坏性的技术,用于表征多孔GaN DBRs的表面下形态.
- 降落能量是优化BSE-SEM对这些结构的成像的一个关键参数.
- 这些发现为设计和制造基于GaN的先进光学设备提供了宝贵的见解.
