《無浸潤層的氮化銦鎵量子點生長機理和物性研究》是依託清華大學，由汪萊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：無浸潤層的氮化銦鎵量子點生長機理和物性研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：汪萊
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
InGaN量子點材料在能源、信息等領域具有很重要的套用價值，是氮化物材料的重要發展方向，也是目前國內外半導體光電材料研究的熱點。目前，InGaN量子點材料主要依靠S-K模式進行自組裝生長，這種方式得到的量子點材料含有浸潤層結構。浸潤層和量子點的耦合使量子點無法表現出純粹的零維系統特性，限制了量子點器件的性能。本項目擬利用金屬有機化學氣相沉積和分子束外延兩種技術，採用基於In、Ga原子表面自遷移的方案，生長無浸潤層的InGaN量子點材料，並對其材料特性和發光特性進行研究。通過本研究擬解決InGaN量子點材料生長中的應力釋放機理和控制，以及無浸潤層InGaN量子點材料中的載流子輸運和複合機理等關鍵科學問題，實現對不同In組分和量子點密度的無浸潤層InGaN量子點材料的可控生長，為高性能量子點光電器件的研製奠定基礎。
結題摘要
經過三年的研究，本課題在InGaN量子點材料生長方法、生長機理、發光物性評測和器件套用等方面取得了一系列的進展，製備出形狀尺寸合適、密度和發光波長可控的InGaN量子點材料並實現了電致發光。發表學術論文20篇，其中SCI期刊論文17篇。申請發明專利9項，授權4項，課題負責人獲得了2011年國家科技進步二等獎，圓滿完成預期研究任務。主要學術成果包括： （1） 闡明了GaN上外延InGaN的應力釋放機制，計算了InGaN的臨界厚度，從理論上指明了製備InGaN量子點面臨的挑戰。 （2） 發展了交替通斷III族源和V族源的方法，製備了發光波長為364-383 nm的低In組分（In組分約4%）InGaN量子點，光學特性表明其不含浸潤層。 （3） 利用生長中斷方法製備出綠光、紅光高In組分InGaN量子點，突破了多層量子點生長的關鍵技術，實現了以多層InGaN量子點為有源區的綠光和紅光LED電致發光。LED的波長隨電流的變化量和同波段半極性面量子阱LED的相當，展示了量子點減小應力抑制極化效應的潛力。
