《垂直有序GaN基納米LED陣列製備及其光機電耦合特性研究》是依託北京科技大學，由彭銘曾擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：垂直有序GaN基納米LED陣列製備及其光機電耦合特性研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：彭銘曾
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
纖鋅礦GaN基納米材料具有優異的光電、壓電和機械特性，針對其新穎的光機電多場耦合特性的研究與利用，將有利於促進GaN基納米光電材料及其新型感測器件的開發和套用。本項目將採用自上而下的納米圖形化刻蝕和自下而上的MOCVD選區外延生長相結合方法，來製備形狀、尺寸、密度、取向和組分可控的InxGa1-xN納米盤嵌入式納米LED陣列材料，深入分析材料缺陷、刻蝕損傷及鈍化修復、納米結構參數對GaN基納米LED的光學、電學和力學特性的影響，探究外界壓力/形變對GaN基納米LED中載流子輸運和光電複合過程的調控機制，並通過GaN基納米LED壓電勢理論模型的建立，揭示並闡明GaN基納米LED中的光機電多場耦合特性，最終研製出高質量、高有序的GaN基納米LED陣列發光器件，並實現壓力分布的高分辨感測成像，這將有助於促進微納光機電系統、人機互動、消費電子、高密度信息通信、環境監測、自驅動感測等領域的套用。
結題摘要
結合其壓電和半導體雙重物理性質，纖鋅礦型GaN基納米材料和結構展現出新穎的光機電多場耦合特性。本項目利用微納精細加工和選區外延生長技術的互補優勢，製備得到了垂直有序的InxGa1-xN納米盤嵌入式納米LED陣列材料，實現了其形狀、尺寸、密度和極性取向的精確可控。並研究了基於三維GaN基納米LED結構的光學、電學和力學特性規律，實驗觀察得到了外界壓力/形變對其載流子輸運和光電複合過程的調控機制，獲得了GaN基納米LED中的光機電多場耦合特性。並將壓電-光電耦合效應套用於壓力成像中，構建出GaN基納米LED壓力感測陣列器件原型，並成功實現了高分辨壓力感測成像。本項目提出的空間壓力可視化成像技術串擾小、誤碼率低、解析度逼近光學衍射極限，且具有快速實時、均勻可靠的成像特點，其研究成果將為空間應力/應變分布提供全方位分析途徑。通過本項目的支持和實施，研究團隊共發表研究論文8篇，申請國家發明專利6項，培養出站博士後1名，培養畢業博士研究生1名，碩士生5名。主要取得了以下成果： （1）開發完成大面積微納尺寸的有序陣列製作關鍵工藝； （2）完成GaN基微納結構陣列成像器件研製； （3）綜合表征GaN基微納結構單元的電學、光學和力學性能； （4）研究力-電-光耦合作用下應力/應變調控光致發光特性及其調控原理； （5）並行多像素實時高解析度應力/應變分布成像； （6）拓展GaN基體系光-機-電多場耦合套用，如柔性可穿戴光電開關和光開關等 總之，本項目團隊通過團結協作和努力，圓滿完成了研究目標。
