自组装纳米岛半极性面上的InGaN量子阱生长机制与发光调控

采用金属有机物化学气相沉积法在蓝宝石衬底上原位自组装具有多种（倾角和尺度的）半极性光滑斜面的GaN三维纳米岛，研究其成岛与粗化机制、岛形貌演变和岛间合并动力学、扩散和晶面生长速率各向异性等重要物理问题，建立优化的可调控的纳米岛成岛工艺。 以这种纳米岛为模板生长InGaN/GaN量子阱结构材料，研究单一纳米岛上多种微纳米尺度半极性斜面上的量子阱生长相关物理问题（如扩散、吸附、生长速率、量子阱微结构及其界面特性、应力与极化场对量子阱生长行为和发光特性的影响等）；比较同一纳米岛上不同半极性斜面和极性面生长的量子阱结构材料的发光特性。 通过调控纳米岛形貌和量子阱材料结构得以实现可调控的量子阱多色光发射。这些研究将加深对III族氮化物半极性面生长与发光特性及其相关物理问题的理解，还将积极促进高质量半极性氮化镓基材料制备，提高量子阱发光效率，并推动光电产业化发展。

采用金属有机物化学气相沉积法在蓝宝石衬底上原位自组装具有多种光滑斜面（不同倾角和尺度）的GaN三维微纳岛，研究了GaN成岛与粗化机制、岛形貌演变和岛间合并动力学、扩散和晶面生长速率各向异性等物理问题，建立了可调控的GaN成岛工艺。还初步探索了GaN岛上成岛的纳米横向外延工艺及其生长动力学。以具有多种光滑斜面的GaN三维微纳岛为模板生长InGaN/GaN量子阱结构材料，研究了单一纳米岛上多种微纳米尺度斜面上的量子阱生长动力学相关物理问题（如扩散、吸附、生长速率、量子阱微结构及其界面特性、应力与极化场对量子阱生长和发光的影响等）；比较了同一微纳岛上不同斜面生长的量子阱结构材料的发光特性。通过调控GaN微纳岛形貌和InGaN/GaN量子阱材料结构分别实现了可调控的双色、三色和四色光发射，为实现单片无荧光粉白光发射提供了一种可行的途径。这些研究将加深对III族氮化物材料外延与发光特性及其相关物理问题的理解，还将积极促进高质量半极性氮化镓基材料制备，提高量子阱发光效率，并推动光电产业化发展。