本論文研究利用MOVPE 方法所製作出的 n 型氮化銦薄膜的光
譜分析。有以下幾點結論。
我們藉由光激螢光光譜，得知 (i) 氮化銦薄膜光激螢光訊號強度 最大的頻率位置約為 6500 cm-1，接近 0.8 eV，且在 0.96 eV 處有所 起伏，而其物理意義尚未明確；(ii) 簡單的高斯函數無法明確地擬合 出氮化銦的能隙大小，真正的能隙值 EPL 需將傳導帶的位能值 Ec 扣 除電子和電子之間的交互作用所影響的能量差
Δ
Ee-e、電子與雜質的 交互作用所影響的能量差Δ
Ee-i，以及帶尾能隙達熱平衡時，電子所 處的位能大小 ET*。這樣就可以知道其實我們利用 MOVPE 所作出 來的氮化銦薄膜其能隙，與其它鍍膜方法，如 MBE 、MOVCD，所 作出的薄膜一樣。(iii) 我們發現隨著溫度下降氮化銦薄膜之光激螢光 峰值有些許偏移。我們利用高斯函數擬合，發現氮化銦峰值有相對於 頻率有些微往低頻、高頻、低頻之 S 形狀變化，其原因是因為熱擴 張效應、帶尾能隙的載子受熱擾動及聲子干擾造成晶格受熱擾動等影 響而成。此外，在高於峰值能量的部份，隨著溫度下降其斜率有愈來 愈陡的趨勢。我們量測氮化銦薄膜之室溫反射與穿透光譜，並利用居德及羅侖 茲模型擬合得知其光學電導率，特徵如下 (і) 低頻範圍 (ω < 800
cm-1)，0 cm-1 吸收峰是居德模型的響應，100 cm-1為一類似虛能隙的 吸收峰，在遠紅外光有兩個主要的聲子振動模，分別在 448 cm-1 的 A1(TO) 振動模及在 475 cm-1 的 E1(TO) 振動膜；(ii) 中紅外光區的 吸收峰約為 0.85 eV；(іii) 可見光與紫外光區的吸收峰為電荷載子之 貢獻。其峰值出現在2 eV、4.5 eV 與 5.3 eV，這些吸收峰可分別對 應到 Daniel Fritsch 的理論計算圖中 Γ1v−Γ5c、U3v−U3c 與 U3v −U1c 的 電子躍遷。也利用全頻光譜的變溫實驗得知 (i) 類虛能隙的峰值隨著 溫度下降，往高頻偏移且其半高寬相對變窄；(ii) 中紅外光區之吸收 峰的頻率位置不隨溫度而改變；(iii)E1(TO) 與 A1(TO) 聲子吸收峰隨 著溫度下降，其權重保持定值，但半高寬變小，而且 E1(TO) 的半高 寬比 A1(TO) 吸收峰小約六倍，因此造成在低溫時，E1(TO) 比 A1(TO) 的吸收峰顯得更為突出。A1(TO) 及 E1(TO) 聲子吸收峰隨溫度下降 時，鍵長縮短使得鍵結能量升高，導致振動模會有些微藍移的現象產 生，而半高寬隨著溫度降低變窄，顯示晶格同調性增加，並利用非簡 諧振盪的交互作用模型得知聲子的頻率位置與晶格熱漲冷縮有關；(iv) 氮化銦薄膜隨著溫度下降，電子的有效質量沒有多大的變化，但平均 自由路徑增大，表示出電子傳導的能力增強；(v) 低溫時，有效電子 數目增加，導電性變好，而 300 K 與 10 K 的電子聲子耦合作用常 數相同，並沒有因為溫度的不同而有所改變。(vi) 氮化銦薄膜表面上
的缺陷導致了樣品的電子漂移率變小、有效質量及電子聲子耦合作用 常數變大。
橢圓儀量測氮化銦薄膜的光譜響應，在介電函數虛部圖中除了量 測到5 eV、5.3 eV 與 6.1 eV 的峰值之外，還發現了 1 eV、1.4 eV 與 2.87 eV 的峰值，其分別可對應到理論計算中 Γ1v−Γ6c、Γ1v−Γ1c 與
c v
6
3 Γ
Γ − 電子躍遷。
未來我們希望研究 p 型與 n 型氮化銦薄膜在光譜響應上的差 異性，並考慮對氮化銦薄膜熱退火溫度不同及不同溫度下成長的氮化 層作一系列的比較，期望更深入了解熱退火及不同溫度下成長之氮化 層對氮化銦薄膜光譜特性的影響。