當前時間:

研究進展

當前位置:首頁 > 新聞動態 > 研究進展丝瓜短视频app下载

丝瓜短视频app下载劉忠范院士團隊與半導體所合作在石墨烯上外延深紫外LED研究中取得新進展

日期:2019-05-05 16:55:10    作者:院宣傳部    瀏覽量:1213 次

深紫外LED可以廣泛應用于殺毒、消菌、印刷和通信等領域,國際水俁公約的提出,促使深紫外LED的全面應用更是迫在眉睫,但是商業化深紫外LED不到10%的外量子效率嚴重限制了深紫外LED的應用。AlN材料質量是深紫外LED的核心因素之一,AlN薄膜主要是通過金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)的方法異質外延生長在c-藍寶石、6H-SiC和Si(111)襯底上,AlN與襯底之間存在較大的晶格失配與熱失配,使得外延層中存在較大的應力與較高的位錯密度,嚴重降低器件性能。與此同時,AlN前驅體在這類襯底上遷移勢壘較高,浸潤性較差,傾向于三維島狀生長,需要一定的厚度才可以實現融合,增加了時間成本。

最近,北京大學納米化學研究中心、丝瓜短视频app下载劉忠范院士團隊與中科院半導體所照明研發中心合作,開發出了石墨烯/藍寶石新型外延襯底,并提出了等離子體預處理改性石墨烯,促進AlN薄膜生長實現深紫外LED的新策略。通過DFT計算發現,等離子體預處理向石墨烯中引入的吡咯氮,可以有效促進AlN薄膜的成核生長。在較短的時間內即可獲得高品質AlN薄膜,其具有低應力、較低的位錯密度,深紫外LED器件表現出了良好的器件性能。該成果以題為“Improved Epitaxy of AlN Film for Deep-Ultraviolet Light-Emitting Diodes Enabled by Graphene”發表在Adv. Mater.上(DOI: 10.1002/adma.201807345)。劉忠范院士、高鵬研究員與半導體所李晉閩研究員、魏同波研究員作為論文共同通訊作者,陳召龍博士與劉志強研究員為論文共同第一作者。

同時,劉忠范院士團隊與魏同波研究員合作提出了石墨烯/NPSS納米圖形襯底外延AlN的生長模型,理論計算和實驗驗證了石墨烯表面金屬原子遷移增強規律,石墨烯使NPSS上AlN的合并時間縮短三分之二,同時深紫外LED功率得到明顯提高,使深紫外光源有望成為石墨烯產業化的一個突破口。相關成果在Appl. Phys. Lett. 114, 091107 (2019)發表后被選為Featured article,并被AIPScilight以題為“New AlN film growth conditions enhance emission of deep ultraviolet LEDs”專門報道,也被半導體領域兩大知名評論雜志Compound Semiconductor雜志版(2019年第3期)和Semiconductor Today同時長篇報道。

此外,針對深紫外發光器件中p型摻雜國際技術難題,劉志強研究員提出了缺陷共振態p型摻雜新機制,該方法基于能帶調控,獲得高效受主離化率的同時,維持了較高的空穴遷移率,實現了0.16 Ω.cm的p型氮化鎵電導率,為后續石墨烯在深紫外器件透明電極中的應用奠定基礎,經查新為該領域迄今國際最好結果。相關成果發表在Semicond. Sci. Technol. 33, 114004 (2018),并獲該期刊2018年度青年科學家最佳論文獎,該成果也得到2014年諾貝爾物理學獎獲得者Amano教授的積極評價。

上述系列研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、北京市自然基金的支持。

2315720885.jpg

圖1 石墨烯上AlN成核示意圖及深紫外LED器件結果

微信截圖_20190505160217.png

Compound semiconductor雜志封面和報道頁面



(本文轉載自中科院半導體所)

丝瓜短视频app下载地址:北京市海淀區蘇家坨鎮翠湖南環路13號院中關村翠湖科技園2號樓

丝瓜短视频app下载郵編:100095 傳真:010-83432600

丝瓜短视频app下载丝瓜短视频app下载 版權所有 京ICP備17046994號-1

官方微信