Si衬底上GaN厚膜生长及Cr掺杂GaN性质研究的任务书.docx

Si衬底上GaN厚膜生长及Cr掺杂GaN性质研究的任务书
任务书：Si衬底上GaN厚膜生长及Cr掺杂GaN性质研究
一、研究目的和背景
氮化镓（GaN）是一种优秀的宽带隙半导体材料，具有极佳的热稳定性和机械性能，被广泛应用于高亮度LED、高功率半导体激光器、高速电子器件等领域。然而，现有的GaN材料在一定温度和电场下电阻率增加、开关特性变差等问题仍需解决。
其中，掺杂技术是改善GaN材料性能的有效方法之一。铬（Cr）是一种常用的掺杂元素，能够有效提高GaN材料的导电性能和光电性能。同时，对于GaN材料生长过程中的控制也具有重要意义。目前，基于金属有机气相沉积（MOCVD）的Si衬底上GaN生长技术已经得到了广泛应用。
因此，本研究旨在通过MOCVD技术在Si衬底上生长GaN厚膜，并利用Cr掺杂技术优化其性能。同时，通过对GaN薄膜的物理化学分析，探究GaN薄膜的结构性能和成长机制，并为其在实际应用中提供技术支持和理论指导。
二、研究内容和方法
1.Si衬底上GaN厚膜生长
采用MOCVD技术，在Si衬底上生长GaN厚膜。通过调节生长条件的气压、温度、流量等参数，优化GaN薄膜的结晶质量和生长速率。对于生长的GaN薄膜，采用X射线衍射分析（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等技术进行表征，研究其物理结构特征和表面形貌。
2.Cr掺杂GaN
利用Cr三价态的化学特征和物理特性，采用MOCVD技术在GaN薄膜中引入Cr掺杂。通过改变Cr掺杂浓度、生长时间等条件，探究Cr掺杂对GaN材料光电性能的影响。对于掺杂的GaN薄膜，采用紫外-可见吸收光谱（UV-vis）和荧光光谱等技术进行表征，分析其光电特性。
3.物理化学分析
通过XRD、TEM、Raman等技术对GaN薄膜的物理结构进行表征。结合生长过程中的反应动力学参数，探究GaN材料的生长机制和结构演化规律。
三、研究意义和应用价值
本研究将深入探究Si衬底上GaN厚膜的生长机制和物理化学性质，以及Cr掺杂对GaN材料性能的影响。为开发制备高性能的GaN材料提供重要的理论和技术支持，在LED、芯片、半导体激光器等领域具有广泛的应用前景。
四、研究进度安排
1.前期准备（一个月）
1.1文献查阅和资料整理；
1.2仪器设备安装和调试。
2.Si衬底上GaN厚膜的生长及表征（三个月）
2.1GAN生长薄膜的优化；
2.2GAN薄膜物理结构表征。
3.制备Cr掺杂GaN薄膜并进行表征（两个月）
3.1Cr掺杂技术改进；
3.2Cr掺杂GA薄膜光电性能表征。
4.物理化学分析（两个月）
4.1基于XRD、TEM、Raman的薄膜表征；
4.2分析GaN的生长机制和结构演化规律。
5.论文写作与档案材料整理（一个月）
五、研究成果的要求
1.至少发表一篇双盲评审的SCI/EI收录期刊论文；
2.完成本课题相关实验数据和研究成果的档案归档工作；
3.进行相关报告并参加学术报告会。