3.引入空位后应力的变化
传统的降低GaN层位错密度的策略是引入三维（3D）生长模式的各种方式，如外延横向过度生长（ELOG）和SiNx层。这里提到的空位工程，GaN层以二维生长模式生长，应力松弛的行为可能不同于传统的三维生长模式。
峰值的红移和蓝移分别指拉应力和压缩应力，拉曼散射数据显示，引入空位的样品几乎没有发生红移。在常规样品中，压缩应力逐渐松弛，而在空位的样品中，几乎没有松弛。由此可见，空位工程不仅可以降低位错密度，还可以抑制应力松弛，从而很好地保持压缩应力。
上图，对两个样品的应力分析。(a)拉曼光谱，采用和不采用空位工程的GaN材料。传统样品和空位工程样品的残余应力分别为拉伸应力和压缩应力。进行空位工程的氮GaN横截面拉曼光谱无空位(b)和有空位(c)。在两个样品中，表明空位工程可以抑制应力松弛，从而很好地保持压缩应力。
当V/III比值足够大时，Ga空位的浓度远远超过了热平衡值。然后，由于非平衡Ga空位，对位错产生渗透力，这是作用于消除非平衡（或过饱和）缺陷的热力学驱动力。
Ga空位引起位错倾斜的机理。紫色的原子平面是（11¯20）半平面。红线表示倾斜的线位错。非平衡的Ga空位在位错核与生长表面相交处被吸收，从而促进了位错的倾斜。
位错核与Ga空位相连，因此高密度的Ga空位促进了位错以较大的角度倾斜，甚至水平倾斜，这种由渗透力驱动的倾斜度，即使在没有机械应力的情况下，也可以继续进行。因此，这种倾斜不需要放松GaN的压缩晶格应力。因此，剩余的压缩应力足够大，以补偿硅衬底上的氮化镓层在降温过程中产生的拉伸应力。
因此，可以认为，空位引入可能是在硅衬底上生长厚且无裂纹的GaN材料和器件的有效方法。
晶体缺陷可以改变半导体的功能，并对器件的可靠性、性能及效率都有影响。点缺陷和位错是半导体中的主要缺陷，这些缺陷可以通过作为泄漏电流路径、散射中心或非辐射复合位点，从而降低器件的性能。
然而，在材料生长领域，有意地引入所需的缺陷，甚至可以实现材料的新功能，这里的Ga空位引入改善晶体质量就是一个例子。
本文再次给大家提供了更多思考，即从哲学的角度出发，点缺陷如空位都是有害的，或者在材料的领域都是贬义词，但如果走到它的另一端，合理的利用它，或许又是一个美好的开始。
