AlN半導體中的極化場及其對光學性質的影響研究

《AlN半導體中的極化場及其對光學性質的影響研究》是依託西安交通大學，由陳光德擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：AlN半導體中的極化場及其對光學性質的影響研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳光德
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

強極化場效應是III族氮化物半導體中普遍存在的一個重要現象，在AlN中表現更為突出。因此弄清楚AlN中極化場及其相關效應是AlN半導體材料與器件加快套用進程的關鍵問題之一。本項目將主要研究AlN外延膜中常見的擴展型位錯缺陷和AlGaN/AlN,GaN/AlN等異質結構對AlN中極化場的影響；以及極化場對AlN光學性質，特別是對發光效率的影響；進一步探索通過缺陷及異質結構設計來調控極化場以提高AlN光學器件性能的可行性方案。研究手段採用實驗測量和理論模擬計算相結合的方式。本項目屬於套用基礎研究，項目的完成將實現對AlN乃至整個III族氮化物中的極化場問題一個清晰全面的認識，將給出調控和利用極化場的可能途徑，對相關材料的生長與器件的設計具有重要的指導和參考作用。因此本項目的研究具有重要學術及套用價值。

結題摘要

本項目以AlN半導體為中心，研究了半導體中的極化效應與缺陷及表面的關係。具體研究了缺陷和雜質對AlN等半導體自發和壓電極化的影響，採用Wannier方法對機理進行了深入分析；研究了AlN納米線電子性質的應力回響，發現壓應力會導致電子空穴分離，降低發光效率；發現了一種可以導致AlN納米線表面極化方向反轉的缺陷結構，並預測該結構可以穩定存在；研究了AlN表面與氧的相互作用以及發生氧化後對極化性質的影響；進行了AlN納米結構的製備及其光譜性質研究。在進行上述研究的過程中與GaN、ZnO等寬禁帶半導體進行了橫向比較，因此研究結果具有一定的普遍性。研究結果有助於進一步認識寬禁帶半導體中的極化問題，以及極化與光學性質之間的關係，為進一步套用開發提供參考和指導。