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Si基Ⅲ-Ⅴ族半导体异质兼容低维材料的分子束外延生长的任务书
任务书：Si基Ⅲ-Ⅴ族半导体异质兼容低维材料的分子束外延生长
一、任务背景
近年来，人们对于半导体异质结构的研究越来越深入，异质结构的制备技术也在不断发展。其中Si基Ⅲ-Ⅴ族半导体异质兼容低维材料的研究具有重要的意义。这是因为，Si基的半导体材料在集成电路制造中广泛使用，并且异质结构可以为器件的设计带来更多的可能性。同时，Ⅲ-Ⅴ族半导体材料也具有重要的应用价值，例如GaAs在光电子器件中的应用表现出了显著优势。因此，若能实现Si基Ⅲ-Ⅴ族半导体异质兼容低维材料的制备，将不仅增强半导体行业的发展，还有利于物理学和设备制造技术的发展。
二、任务目标
本次任务旨在实现Si基Ⅲ-Ⅴ族半导体异质兼容低维材料的分子束外延生长技术。具体目标如下：
1.通过理论分析计算及实验验证的方法，确定Si基和Ⅲ-Ⅴ族半导体异质材料的生长参数；
2.设计生长过程实验流程，制备异质兼容低维材料，并对其结构和性能进行表征；
3.优化生长参数和结构设计，实现异质兼容低维材料在电子学和光电子学应用中的性能提升。
三、任务步骤
1.对Si基和Ⅲ-Ⅴ族半导体的物理和化学性质进行研究和分析，计算出应该选择哪些生长参数进行实验；
2.对兼容性低维材料生长的机理进行分析，并确定生长过程的合理步骤；
3.设计实验生长外延材料，包括基底选取、前后表面的处理、生长过程条件的控制等；
4.使用相关实验设备对生长过程进行控制，根据实验参数进行反馈优化；
5.对生长出的异质兼容低维材料进行结构和性能的表征；
6.分析实验结果，进一步优化生长参数和结构设计；
7.总结实验结果并撰写相关论文。
四、任务进度和时间安排
本次任务的主要步骤将在2年内完成。具体时间安排如下：
第一年：
1.对半导体物理性质进行研究和分析，确定生长参数，并设计实验流程，实验前期准备工作；
2.进行实验生长异质兼容低维材料；
3.对生长异质兼容低维材料的结构和性能进行表征。
第二年：
4.对实验结果进行数据分析和总结，发掘数据背后的规律，进一步优化生长参数，设计新的实验流程；
5.进一步优化生长参数和结构设计，并进行生长实验，对生长出的异质兼容低维材料进行结构和性能表征；
6.总结实验结果并整理成论文。
五、任务预算
本次任务预算100万元人民币。其中，包括实验设备和实验材料的采购费用、人员薪酬、差旅费、专业论文编辑和印刷费等相关费用。
六、参考文献
1.Zhao,J.F.,Zhang,H.M.,Hou,L.,Zhang,Z.G.,&Liang,X.J.(2017).Si-basedIII-Vsemiconductortransistors:statusandprospects.ScienceChinaInformationSciences,60(3),1-3.
2.Wan,Q.,Norton,M.L.,Zhang,Y.,&Yang,J.(2007).GrowthmechanismfortheearlystageofAlGaNepitaxyonSi(111)substrate.JournalofAppliedPhysics,102(4),1-4.
3.Gao,J.,Chen,Y.C.,&Mai,Z.H.(2014).AdvancesinepitaxialgrowthofSi-basedIII-Vcompoundsemiconductors.JournalofMaterialsScience&Technology,30(12),1181-1189.
4.Zhang,P.Y.,Wang,S.Q.,&Huang,W.B.(2020).ProgressandprospectsinthedevelopmentofIII-VcompoundsemiconductoroptoelectronicdevicesonSisubstrate.ChinesePhysicsB,29(9),1-22.