GaN基异质结中的极化效应及Si衬底GaN生长研究的开题报告题目：GaN基异质结中的极化效应及Si衬底GaN生长研究一、研究背景及意义：GaN是一种重要的宽禁带半导体材料，具有高电子迁移率、高光电转换效率和高耐辐照性等优异性能。GaN异质结是一种研究热点，被广泛应用于高功率微波器件、激光器等领域。然而，GaN异质结材料中的极化效应会影响其电子结构和性能，限制其应用。因此，在GaN异质结材料中研究极化效应成为当前研究的重点。同时，通过在Si衬底上进行GaN的生长，可以控制GaN的缺陷密度，提高其结晶质量和电学性能，具有重大意义。二、研究内容：1.研究GaN异质结中的极化效应对其电子结构和光学性能的影响。2.探究Si衬底GaN生长的方法及其对GaN晶体质量和电学性能的影响。3.研究在Si衬底上生长GaN异质结的方法及其性能。4.基于研究结果，提高GaN异质结材料的性能和应用。三、研究方法和技术路线：1.通过第一性原理计算，研究GaN异质结中的极化效应对其电子结构和光学性能的影响。2.采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）技术，在Si衬底上生长GaN晶体，并对其缺陷密度、结晶质量和电学性能进行表征。3.采用MOCVD技术在Si衬底上生长GaN异质结，并对其结构、物理性质、光学性质等方面进行测试和分析。4.综合研究上述方面的结果，提高GaN异质结的性能和应用。四、研究进展及预期成果：目前，对于GaN异质结中的极化效应影响机理已经有一定的认识。另外，通过在Si衬底上生长GaN晶体，已经取得了一定程度的成功。本研究将在此基础上，深入探究GaN异质结中的极化效应，并通过在Si衬底上生长GaN异质结，提高其结构和性能。预计能够取得以下成果：1.揭示GaN异质结材料中的极化效应对其电子结构和光学性能的影响机制。2.开发一种有效的Si衬底GaN生长方法，提高GaN晶体的结构和性能。3.深入研究在Si衬底上生长GaN异质结的方法和机制，并探究其性能。4.促进GaN异质结材料应用领域的发展，提高其性能和性价比。五、研究可能面临的问题及解决方法：1.计算和实验结果的一致性问题。解决方法：加强实验与计算结果的对比和分析，优化实验条件和计算方法。2.生长Si衬底GaN晶体的缺陷密度较高问题。解决方法：优化生长过程的条件和参数，控制Si衬底GaN晶体的生长机制，提高其结构和性能。3.生长GaN异质结的技术难度较大。解决方法：结合实验探究和模拟计算，分析并改善生长过程的条件，提高GaN异质结的结构和性能。