【摘要】 以GaN为代表的Ⅲ V族氮化物是制备蓝、绿光发光二极管、激光二极管及高温大功率器件的优选材料。然而 ,现有的衬底材料与GaN外延层之间存在的较大的晶格失配和热失配 ,因而造成外延层极高的位错密度 ( 1 0 8～ 1 0 10 cm-2 )。人们对GaN/α Al2 O3 界面处的微结构及其与生长机制关系的研究表现出极大的兴趣。我们借助于高分辨电镜技术 (HREM) ,利用HREM波纹图样及结构像 ,对LRH MOCVD方法生长的GaN/α Al2 O3 界面微结构进行研究 ,得到了一些有价值的结果。将GaN/α Al2 O3 ( 0 0 0 1 )样品绕〈1 1 2 0〉Al2 O3 转动一小角度 ,进行高分辨电镜 (HREM)观察 ,发现在界面缓冲层的HREM像中存在许多“拉链”状波纹图样 ,它们的周期约为 1 .6nm ,波纹区宽度从 1nm到 2 5nm变化 ,根据这些波纹可测得界面层GaN的晶格弛豫度δ =- 1 5 .1 % ,其残余应变为εr=- 0 .4%。而这种“拉链”状的波纹图样实际上反映了界面缓冲层是由许多不同倾角和残余应变的GaN晶粒组成 ,这些晶粒一部分是低温外延生长而成 ,一部分是在低温生长时的非晶态经高温退火晶化而得。但高温退火所得晶粒不是外延生长 ,其晶化质量较差 ,它们对应于较大角度偏离、弯曲和衬度较为模糊的波纹图样。HREM像分析表明 ,这类晶粒随着生长厚度的增加而逐渐更多还原