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凝聚态
【凝聚态物理-beat365論壇 2025年第8期(總619期)】氮化镓基紫外光電子器件
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主講人: 趙德剛 研究員(中科院半導體所)
地點: 物理大樓中212報告廳
時間: 2025年4月10日(星期四)下午15:00-16:30
主持 聯系人: 許福軍 fjxu@pku.edu.cn
主講人簡介: 趙德剛,男,1972年出生,博士,中國科學院半導體所研究員、博士生導師,2009年國家傑出青年科學基金獲得者,2011年中國青年科技獎獲得者,2017年國家百千萬人才工程入選者,2018年國家中青年科技創新領軍人才,2019年國家萬人計劃入選者,國家重點研發計劃首席科學家,享受國務院政府特殊津貼專家,中國科學院特聘研究員。1994、1997年在電子科技大學分别獲得學士、碩士學位,2000年在中國科學院半導體所獲得博士學位,博士畢業後一直留所工作至今,研制出我國第一支氮化镓基紫外激光器、長壽命大功率藍光激光器和紫外雪崩光電探測器,發表SCI論文390多篇,獲得國家發明專利40多項。

氮化镓(GaN)基材料(包括InNGaNAl及其合金)被稱為第三代半導體,光譜範圍覆蓋了近紅外、可見光到深紫外全波段,也是紫外激光器、探測器等光電子器件的理想材料,在紫外通信、紫外曝光、紫外固化等領域有重要的應用價值。

我們研究了AlN材料的外延生長,掌握了Al原子遷移能力的控制方法,獲得了台階流生長的AlN材料;發現了反應室内殘留的Ga原子影響成核,通過在生長前将反應室内部覆蓋AlN薄膜,消除了殘餘GaN的影響,顯著提高了生長的穩定性;提出了三步法外延AlN材料技術,在不同平片藍寶石襯底上實現了高質量的AlN外延生長;研究Al原子的預反應以及AlGa原子的競争機制,實現了AlGaN材料Al組分的有效控制;發現了Al原子的氧化機制,還發現點缺陷對AlGaN材料的摻雜補償效應;研究了AlGaN材料的p型摻雜,通過抑制碳雜質濃度改善了p型;研究了紫外量子阱的生長,通過控制界面提高了發光特性。

最後,我們研制出大功率紫外激光器,并發現了影響紫外激光器可靠性的關鍵因素和物理機理,還提出了新型肖特基結構,研制出AlN基真空紫外探測器(響應波長λ≤200nm)。