《高Al組分AlGaN應變數子結構製備與特性研究》是依託廈門大學，由李金釵擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高Al組分AlGaN應變數子結構製備與特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李金釵
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高Al組分AlGaN低維量子結構為大失配應變、強極性體系，具有複雜、特殊的幾何結構、電子結構以及量子躍遷的選擇規律。了解應變、極化場與其能帶、量子能級的內在關聯，掌握其調控規律，不僅對於豐富和發展寬禁帶半導體物理學具有重要的意義，還將為Ⅲ族氮化物半導體在短波長光電子器件的套用奠定科學基礎。本項目將結合第一性原理計算和MOCVD外延生長方法，從理論模擬設計、實驗外延生長和特性表征方面，開展高Al組分AlGaN低維應變數子結構製備及其特性研究。在掌握應變和極化場的調控規律的基礎上，通過能帶工程，設計新型應變數子結構，以期達到應變、極化、能帶結構的調控；探索在非平衡條件下，高Al組分AlGaN應變數子結構的外延生長技術；深入研究應變、極化場與其能帶、量子躍遷選擇規律、光學性質的內在關聯；在此基礎上，最佳化應變數子結構，以提高載流子量子限制能力，最終獲得高電子空穴複合效率的量子結構。
結題摘要
高Al組分AlGaN低維量子結構為大失配應變、強極性體系，具有複雜、特殊的幾何結構、電子結構以及量子躍遷的選擇規律。了解應變、極化場與其能帶、量子能級的內在關聯，掌握其調控規律，將為Ⅲ族氮化物半導體在短波長光電子器件的套用奠定科學基礎。本項目結合第一性原理計算和MOVPE外延生長方法，從理論模擬設計、實驗外延生長和特性表征方面，開展高Al組分AlGaN低維應變數子結構製備及其特性研究，並初步開展了所設計的量子結構在紫外光電器件方面的套用研究。獲得主要成果有（1）基於第一性原理計算方法探索了摻雜對量子阱結構的極化場、能帶結構、載流子分離的影響；通過MOVPE外延，引進In作為表面活性劑，並設計和研究了生長中斷技術對界面質量的影響，獲得了表面平整、界面陡峭的高Al組分AlGaN量子阱結構材料。（2）採用第一性原理計算分析了GaN/AlN異質結量子點結構中的應力、極化場、電子結構等，進而通過MOVPE自組織生長了發光波長位於308nm、半高寬窄、內量子效率高達62%的GaN/AlN量子點結構；並以此結構製備了具有良好的發光波長熱穩定性的量子點紫外LED。（3）採用第一性原理模擬設計二維AlGaN量子結構，深入分析其電子結構和光吸收性質；並結合帶邊激子躍遷行為，從理論上預測了超短周期AlN/GaN超晶格結構的固有吸收窄帶、可調控深紫外波長及電子隧穿輸運特性，並以此結構設計並備了MSM深紫外光電探測器，器件表現出明顯的窄帶特徵，半高寬最窄可達210 meV。
