柔性器件因其便携性、形状可变性、人体适用性等诸多优点,已成为国际前沿课题之一。研发柔性器件的关键在于柔性衬底的选择和pn结的制备。本论文选取超薄玻璃作为衬底材料,它是极可能规模应用的柔性衬底材料;pn结材料选用的是光电性能突出的Ga N;由于玻璃是非晶态的,为实现高质量Ga N基薄膜的生长,利用Ga N与Zn O晶体结构相同、晶格失配小的特点,以及Zn O可在玻璃上沿c轴高度取向生长的优势,引入Zn O作为缓冲层;考虑到玻璃的软化温度较低,利用脉冲激光沉积(PLD)法对靶材的脉冲式供给,提高薄膜前驱体在衬底上的表面迁移率,从而降低生长温度。本论文通过探索并优化n-Ga N和p-Ga N薄膜的低温生长条件,获得了“p-Ga N/(In Ga N/Ga N)多量子阱/n-Ga N/Zn O/超薄玻璃”柔性pn结结构。具体利用X射线衍射、扫描电子显微镜、原子力显微镜、能谱、X射线光电子能谱、荧光分光光度计、应力平台等对薄膜和pn结的结构及性能进行表征,取得了以下主要研究结果:1.采用PLD法,以沿c轴高度取向生长的高质量Zn O薄膜为缓冲层,在超薄玻璃衬底上低温生长Si掺杂的n-Ga N薄膜,形成“n-Ga N/Zn O/超薄玻璃”结构。通过生长条件的调控,包括缓冲层厚度、薄膜生长时间、衬底温度、激光重复频率,较系统地研究了n-Ga N薄膜的晶体结构、表面形貌、界面结构、化学成分、离子价态、光学和力学性能,从而优化生长工艺,改善微观结构与物理性能。结果表明,通过优化生长条件,在超薄玻璃衬底上实现了n-Ga N薄膜的低温生长,薄膜沿c轴高度取向,具有较好的结晶质量,膜面较为光滑平整、均匀致密,紫外发光较强,力学性能良好,应力作用下的光学性能稳定性高。2.在实现“n-GaN/ZnO/超薄玻璃”结构的低温生长的基础上,进一步生长Mg掺杂的p-Ga N薄膜,获得柔性pn结。改变多量子阱结构中In Ga N和Ga N的生长顺序,制备出两种Ga N基pn结:p-Ga N/(Ga N/In Ga N)/n-Ga N/Zn O/超薄玻璃、p-Ga N/(In Ga N/Ga N)/n-Ga N/Zn O/超薄玻璃。通过研究pn结的晶体结构、表面形貌、离子价态、光学和力学性能,初步探究其较优的生长条件。结果表明,先沉积In Ga N的pn结结晶质量更高,晶粒尺寸更大,表面较为致密,紫外发光更强,力学性能良好,应力作用下的光学性能稳定性更高。本论文的研究工作可为在超薄玻璃衬底上制备GaN基pn结提供实验参考,从而为未来大面积柔性无机发光显示器件的研发提供科学依据与技术支持。