利用膦酸自组装单分子层对 GaN 能带弯曲进行外部调控
应用物理
2021-02-05 v1 材料科学
摘要
我们报道了 GaN 与 表面经膦酸衍生物功能化后的光电特性。为分析酸的负电性与 GaN 表面能带弯曲之间可能存在的相关性，将两类膦酸——正辛基膦酸（OPA）与 1H,1H,2H,2H-全氟辛基膦酸（PFOPA）——接枝于氧化 GaN、GaN 层以及 GaN 纳米线上。所得无机/有机杂化异质结构通过 X 射线光电子能谱与光致发光光谱进行表征。膦酸的接枝显著改变了 GaN 的功函数，证明形成了致密的自组装单分子层。无论 GaN 表面取向如何，两类膦酸均显著影响其表面能带弯曲。然而，仅在对氧化 GaN 表面的观测中发现了依赖于酸负电性的现象，表明其表面态密度较低，且表面氧化物与酸的电子态之间能带排列有利。在光学性质方面，PFOPA 与 OPA 在氧化 GaN 层及纳米线上的共价键合显著影响其外量子效率，在纳米线情形下因大的比表面积而尤为明显。外量子效率的变化与内建电场及表面态两者的改变有关。这些结果展示了膦酸化学用于 GaN 表面功能化的潜力，可望应用于选择性传感。
引用
@article{arxiv.2009.12089,
title = {External control of GaN band bending using phosphonate self-assembled monolayers},
author = {T. Auzelle and F. Ullrich and S. Hietzschold and C. Sinito and S. Brackmann and W. Kowalsky and E. Mankel and O. Brandt and R. Lovrincic and S. Fernández-Garrido},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.12089},
year = {2021}
}