高质量、大尺寸ZnO单晶生长及相关基础研究

氧化锌（ZnO）宽禁带半导体材料在高效发光、激光二极管和紫外探测等方面极具应用潜力。ZnO器件应用的关键技术之一是在优质、大尺寸的ZnO单晶衬底上通过同质外延成膜来降低器件膜层的研制难度。气相法和水热法是最有潜力生长出优质、大尺寸ZnO单晶的重要方法。其中气相法生长具有易掺杂调控、成本低等优点，而水热法ZnO单晶的结晶质量高。传统水热法所得的ZnO单晶所需成本高昂，杂质易进入晶格。本项目围绕目前ZnO单晶生长中的关键性难题-单晶的质量和成本，发挥两种方法的各自优点开展研究和合作，探索ZnO单晶的生长环境与机制、晶体杂质和缺陷的种类以及晶体表面位错三者相关的基础科学问题，从而改善晶体的质量。发明气相法生长大尺寸ZnO单晶的新技术以及有自主知识产权的低成本创新水热生长方案和相关中大型生长设备，获得低成本、高质量、尺寸5-8厘米的氧化锌单晶。利用所研制的单晶发展同质外延技术，并评估其应用前景。