Ⅲ族氮化物半导体的自发极化及铁电体Ⅲ族氮化异质结构的研究的开题报告一、研究背景与意义：随着半导体技术及材料学科的发展，Ⅲ族氮化物半导体引起了学者们极大的关注。Ⅲ族氮化物半导体具有高电子迁移率、大迁移率差、高熔点、高硬度、高脆性模量、大能隙等诸多优异的物理特性，以及优秀的光电功能，被视为研究新型光电器件的理想材料。Ⅲ族氮化物半导体具有自发极化现象，其性质有着诸多重要影响，对于研究其光电性质及应用极为重要。此外，铁电体III族氮化异质结构作为一种新型材料，在内部电荷跨越结构产生电偶极矩方面具有独特的优势。采用异质结构可以有效的调控Ⅲ族氮化物半导体的电性质，进而有效提高新型器件的光电性能，特别是在光电传感和光电调制方面的应用。因此，开展Ⅲ族氮化物半导体自发极化及铁电体III族氮化异质结构的研究既有重大科学意义，也有重要的工程应用价值。二、研究内容与方法：1.探究Ⅲ族氮化物的自发极化特性：通过使用第一性原理计算方法，研究Ⅲ族氮化物半导体自发极化特性，进一步探究其内在机理与物理特性。2.研究铁电体III族氮化异质结构：采用化学气相沉积技术合成铁电体III族氮化异质结构。通过使用高分辨谱仪和拉曼光谱仪等分析仪器，研究其结构、光学特性、电学特性等。3.探究铁电异质结构对电荷传输的调控作用：通过调控铁电异质结构中电子输运载流子的行为和特性，研究异质结构对电荷传输的调控作用。三、预期成果：1.揭示Ⅲ族氮化物自发极化特性的机理与物理特性。2.建立铁电体III族氮化异质结构的综合表征手段。3.研究得到铁电异质结构对电荷传输的调控规律。四、研究时间表：阶段1：文献调研与理论计算，时间：1个月。阶段2：化学气相沉积制备铁电体III族氮化异质结构，时间：3个月。阶段3：结构、光学特性、电学特性等综合表征，时间：6个月。阶段4：铁电异质结构对电荷传输的调控作用研究，时间：12个月。五、研究经费：目前本研究还处于策划和申请阶段，所需经费预计为80万元。六、参考文献：1.Kong,W.,Sarma,D.D.,&Jena,D.(2004).SpontaneouspolarizationandpiezoelectricconstantsofIII–Vnitrides.PhysicalReviewB,70(23),235209.2.文新发，郭永科等.III族氮化物半导体异质结构光电特性研究.半导体光电，2010，31（6）：1087-1090.3.Shin,J.C.,Ahn,B.D.,Kim,M.H.,etal.(2001).AnalysisofpolarizationeffectsondeviceperformanceforAlGaN/GaNheterojunctionFETs.Solid-StateElectronics,45(10),1611-1616.