N极性GaN基薄膜材料的外延生长及特性研究的开题报告.docx

N极性GaN基薄膜材料的外延生长及特性研究的开题报告
一、题目
N极性GaN基薄膜材料的外延生长及特性研究
二、研究背景
氮化镓（GaN）是III族/V族电子化合物半导体材料，由于其热稳定性、宽禁带宽度、高能隙、高电场饱和速度和高载流子浓度等特性，成为研究和应用的热点。GaN材料的外延生长在构建高品质GaN衬底和深蓝绿色LED芯片方面具有重要的意义。在丰富的外延生长技术中，通过调节材料极性实现性能提升，已成为当前发展趋势之一。本项目将围绕N极性GaN基薄膜材料的外延生长及特性展开研究。
三、研究内容及目标
本项目将采用化学气相外延法（MOVPE）生长N极性GaN薄膜，探究N极性GaN的生长机理与特性，并研究与比较N极性GaN与其他极性GaN的物理和电学性质。具体内容包括：
1.建立N极性GaN外延生长技术，研究生长条件对材料性能的影响。
2.采用X射线衍射仪（XRD）对N极性GaN生长晶体进行结构分析。
3.利用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对N极性GaN表面形貌进行观察与表征。
4.利用光电子能谱仪（XPS）对N极性GaN样品表面化学性质进行测试。
5.根据各种测试数据，研究N极性GaN与其他极性GaN的性质对比，对其物理和电学性质进行研究。
项目的最终目标是建立高品质N极性GaN薄膜生长技术，研究N极性GaN的物理和电学性质，并与其他极性GaN进行比较，为N极性GaN材料的应用提供依据和支撑。
四、研究方法
1.生长N极性GaN样品：采用MOVPE法，将材料生长在掺杂H2载气，TBD气源以及N源等组成的反应体系中，探究生长条件对材料性能的影响。
2.分析N极性GaN晶体的结构：采用XRD对N极性GaN晶体进行结构分析以及其他表征测试仪器。
3.对N极性GaN表面形貌进行观察与表征：采用SEM和AFM对N极性GaN表面形貌进行观察与表征。
4.对N极性GaN样品表面化学性质进行测试：利用XPS对N极性GaN样品表面化学性质进行测试。
5.对N极性GaN与其他极性GaN的物理和电学性质进行研究：通过各种测试数据对N极性GaN材料的性质进行研究和比较。
五、预期成果
1.确立高品质N极性GaN薄膜生长技术，并探究生长条件对材料性能的影响。
2.确定N极性GaN材料的结构和表面形貌，并研究其与其他极性GaN的区别。
3.研究N极性GaN与其他极性GaN的物理和电学性质的差异。
六、研究意义
1.建立N极性GaN薄膜的生长技术，为研究N极性GaN材料的物理性质打下坚实的基础。
2.揭示N极性GaN材料的物理特性和电学性质，为其应用于高性能LED和光电器件研究中提供有效的理论依据。
3.丰富氮化镓半导体材料的研究和应用领域，促进半导体材料的科学发展和工程应用的进步。