Si襯底半極性和非極性GaN基材料生長及LED研製

《Si襯底半極性和非極性GaN基材料生長及LED研製》是依託華南師範大學，由李述體擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：Si襯底半極性和非極性GaN基材料生長及LED研製
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李述體
• 依託單位：華南師範大學

項目摘要

由於極性GaN在〈0001〉方向存在較強的自發極化和壓電極化，產生高強度的內建電場，造成電子和空穴分離等不利影響，阻礙GaN器件性能進一步提升。近年來，眾多研究者對半極性和非極性GaN材料與器件進行了研究。本項目擬進行Si襯底半極性和非極性GaN基材料生長及LED研製。主要研究內容有：製備適合半極性和非極性GaN生長的Si圖形襯底；側向外延生長高質量半極性和非極性GaN薄膜；研究極化強度對GaN基材料及其量子阱等結構性能的影響；研製Si襯底半極性或非極性GaN基LED外延片。.本項目通過在低成本的Si襯底表面製備圖形，利用GaN在Si（111）面側向外延，有望生長出高質量的半極性和非極性GaN基材料，減少極化強度對材料和器件的影響，為大尺寸Si襯底上高性能半極性和非極性GaN基器件研製做出貢獻。項目還將深入研究極化強度對材料和器件性能的影響機制，為設計GaN基器件結構提供實驗和理論依據。

結題摘要

由於極性GaN在〈0001〉方向存在較強的自發極化和壓電極化，產生高強度的內建電場，造成電子和空穴分離等不利影響，阻礙GaN器件性能進一步提升。近年來，眾多研究者對半極性和非極性GaN材料與器件進行了研究。本項目進行Si襯底半極性和非極性GaN基材料生長研究，為Si襯底上高性能半極性和非極性GaN基器件研製做出貢獻。主要研究內容有：製備適合半極性和非極性GaN生長的Si圖形襯底；側向外延生長高質量半極性和非極性GaN；研究極化強度對GaN基材料及其量子阱等結構性能的影響；研製Si襯底半極性或非極性GaN基LED外延片。 通過本項目的實施，在低成本的Si襯底表面製備出了適合半極性和非極性GaN材料生長的圖形，利用GaN在Si（111）面側向外延，在Si襯底生長出了高質量的半極性和非極性GaN基材料，研究了Si襯底上不同極性GaN基LED的性能差異，表明Si襯底上生長的非極性GaN基LED具有更好的性能，深入研究了極化強度對材料和器件性能的影響機制，為設計GaN基器件結構提供實驗和理論依據。在項目的資助下，課題組還採用設計製備的Si圖形襯底，成功生長出排列有序的GaN非極性納米線和InGaN/GaN核殼結構納米線，並實現了對其Micro-PL特性的調控，在較低雷射閾值(500kw/cm2)下產生受激發射，創新研製出高性能GaN基納米紫外探測器。