GaN静态性质的LMTO第一原理计算

本文用ＬＭＴＯ能带从头计算方法和局域密度泛函理论，计算了闪锌矿和纤锌矿两种不同结构ＧａＮ晶体的静态性质：平衡晶格常数ａ，体模量Ｂ，体模量的压强微商Ｂ＇和结合能Ｅｃｏｈ。在闪锌矿结构和纤锌矿结构的研究中，分别考察了不同ｄ态处理方案和空原子球大小设置方式对计算结果的影响，确定了比较合理的计算方案，获得与实验值比较接近的计算结果。     

GaN基发光二极管研究与进展

宽禁带Ⅲ族氮化物基半导体GaN是最近研究比较活跃的半导体材料系,其高亮度发光二极管一出现即引起广泛的关注,并以惊人的速度实现了商品化。文章就GaN基半导体二极管的研制和发展概况,应用和市场前景,以及近期研究热点作了介绍。     

氮化镓微波电子学的进展

简要介绍宽禁带半导体氮化镓材料的生长,微波电子器件的物理特性、制造工艺和微波性能。     

宽禁带半导体材料特性及生长技术

叙述了宽带半导体材料ＳｉＣ、ＧａＮ的主要特性和生长方法,并对其发展动态和存在问题进行了简要评述。     

宽禁带GaN基半导体激光器进展

宽禁带Ⅲ族氮化物基半导体是20世纪末研究最活跃的半导体材料系,其高亮度发光二极管和激光器一出现即以惊人的速度实现了商品化。文章就GaN基半导体激光器的市场需求、蓝宝石基片上生长的氮化镓基激光器的研制和发展概况以及近期研究热点作了扼要介绍。     

SiC衬底AlGaN/GaN HEMT的热分析与测试

对SiC衬底AlGaN/GaN HEMT的结温进行了理论计算与实测。计算中考虑了衬底材料热导率随温度的变化以及器件源、漏电阻上的热损耗,不同耗散功率下的理论计算与红外显微镜实测结果比较表明,两者相差最大不超过10℃。由于理论计算结果是在解析解的基础上运用计算机迭代计算获得,所耗时间较短,故这一结果对于改善器件结构以提高AlGaN/GaN HEMT及其MMIC电路的性能将有较大帮助。     

硅基GaN超级结器件研究

提出采用硅基F-离子处理技术研制硅基GaN超级结高压器件,并建立了三维电荷器件模型。实验结果表明,当栅极电压偏置于-1.25~-0.25 V时,漂移区长度为10μm的新器件其峰值跨导g m(max)出现最大值约为390 mS/mm,且较为平缓。该器件导通电阻较低,比导通电阻为0.562 5 mΩ·cm2,仅为相同漂移区长度的常规增强型GaN高压器件比导通电阻率2.25 mΩ·cm2的25%。该器件击穿特性与漂移区长度呈较好的线性关系,并在漂移区长度为15μm时,击穿电压接近硅基GaN高压器件的理想击穿电压,约为657 V,比前者器件结构的击穿电压提高了约182 V。     

温度对AlGaN/GaN HEMT电学性能的影响

研究了蓝宝石衬底AlGaN/GaN HEMT器件直流和微波性能随温度的变化。研究结果表明,器件直流性能随着温度升高逐渐下降,350°C时直流性能依然良好,从350°C冷却到室温后,器件直流特性除欧姆接触电阻改善外,其他都得到了恢复;微波测试表明,器件fT,fmax都随温度升高而下降,180°C时,fT从室温的11.6GHz下降为7.5GHz、fmax从24.6GHz下降为19GHz,通过外推得到350°C时的fT为3.5GHz,fmax为12GHz。证明了AlGaN/GaN HEMT具有良好的热稳定性,适合在高温下进行高频工作。     

MOCVD生长的GaN膜的光学性质研究

本文报道（0001）晶向蓝宝石衬底上金属有机化学气相淀积（MOCVD）方法生长的单晶六角GaN薄膜室温光学性质．由光吸收谱和488umAr+激光激发的光调制反射光谱（PR）确定的禁带宽度分别为3．39和3．400eV，从光吸收谱得到了GaN薄膜的折射率随光谱能量的变化关系．对PR谱的调制机理进行的分析，发现信号来自缺陷作用下的表面电场调制．应用喇曼光谱研究了GaN薄膜中的声子模，通过对LO声子-等离激元的耦合模散射峰的研究，得到了材料中的载流子浓度和等离激元阻尼常数．     

一种GaN宽禁带功率放大器的设计

氮化镓（GaN）作为第三代半导体材料的典型代表之一,由于其宽带隙、高击穿电场强度等特点,被认为是高频功率半导体器件的理想材料。为研究GaN功率放大器的特点,基于Agilent ADS仿真软件,利用负载／源牵引方法设计制作了一种Si波段GaN宽禁带功率放大器（10W）。详细说明了设计步骤并对放大器进行了测试,数据表明放大器在2．3～2．4GHz范围内可实现功率超过15W,附加效率超过67％的输出。实验结果证实,GaN功率放大器具有高增益、高效率的特点。     

GaN材料系列的研究进展

ＧａＮ及其合金作为第三代半导体材料具有一系列优异的物理和化学性质，在光电子器件，高温大功率电子器件及高频微波器件应用方面具有广阔的前景，已成为当前高科技领域的研究重点，论述了这种材料的研究历史与发展现状，物理与化学性质，薄膜的生长方法及在光学电子和微电子器件应用于方面的研究进展。     

GaN/6H-SiC紫外探测器的光电流性质研究

本文研究了以金属有机物化学气相沉积方法生长在６Ｈ－ＳｉＣ衬底上的ＧａＮ外延薄膜制成的光导型紫外探测器的光电流性质．通过对其光电流谱的测量，获得了ＧａＮ探测器在紫外波段从２５０～３６５ｎｍ近于平坦的光电流响应曲线，并且观察到在～３．４ｅＶ带边附近陡峭的截止边，即当光波长在从３６５ｎｍ变到３７５ｎｍ的１０ｎｍ区间内，光电流信号下降了３个数量级．在３６０ｎｍ波长处，我们测得ＧａＮ探测器在５Ｖ偏压下光电流响应度为１３３Ａ／Ｗ，并得到了其响应度与外加偏压的关系．通过拟合光电流信号强度与入射光调制频率的实验数据     

北大成功研制出氮化镓基激光二极管

北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心研制的氮化镓基激光二极管实现了电注入激射，激光波长405nm，峰宽0．12nm。这是继2004年7月该中心率先在国内获得光泵浦GaN基激光器受激发射之后所取得的又一突破。GaN基激光器是波长最短的半导体激光器．波长为405nm范围的蓝一紫光GaN基激光器是发展下一代大容量高密度光存储信息技术的关键性器件。在国防建设、生物、环境、照明、显示、打印和医疗等领域，也具有广阔的应用前景和巨大的市场需求。研制GaN基激光器是国家高科技攻关的重要项目之一。     

AIN、GaN立方晶体的静态性质和AIN/GaN异质结的价带偏移

采用LMTO能带从头计算方法,计算了闪锌矿（立方）结构AIN和GaN的静态性质;用平均键能方法,预言了AlN与GaN自由应变生长、以AlN为衬底和以GaN为衬底等三种不同应变状态下AlN／GaN应变层异质结的△Ev值;最后,采用超原胞（AIN）n（GaN）n（001）,（n=1,3,5）界面自洽计算方法,考察了超晶格中平均键能Em的“对齐”程度和验证了价带偏移△Ev计算结果的准确性。     

宽禁带半导体SiC和GaN峥嵘初显

本文着重介绍第三代半导体材料——宽禁带半导体SIC与GaN材料与器件国内外现状及发展趋势，并重点展示了在光电子领域的应用前景。     

GSMBE GaN膜的电子输运性质研究

用ＮＨ３作氮源的ＧＳＭＢＥ方法在晶向为（０００１）的α－Ａｌ２Ｏ３衬底上生长了非有意掺杂的单晶ＧａＮ外延膜，ＧａＮ膜呈Ｎ型导电，室温时的最高迁移率约为１２０ｃｍ２／（Ｖ·ｓ），相应的非有意掺杂电子浓度为９．１×１０１７ｃｍ－３．对一些ＧａＮ膜进行了变温Ｈａｌ测试，通过电阻率、背景电子浓度以及Ｈａｌ迁移率随温度的变化研究了ＧａＮ外延膜的导电机理．结果表明，当温度较低时，以电子在施主中心之间的输运导电为主；当温度较高时，以导带中的自由电子导电为主．     

GaN的MOCVD生长

ＧａＮ是重要的蓝光半导体材料．我们以ＴＭＧａ和ＮＨ３为源在（０１１２）α－Ａｌ２Ｏ３衬底上成功的用ＭＯＣＶＤ方法生长了ＧａＮ外延层，研究了ＧａＮ的表面形貌与结晶学、电学和光学特性．ＧａＮ（２１１０）面的双晶回摆曲线衍射峰的最小半高宽已达１６＇．并观测到ＧａＮ所发出的紫外和可见光波段的阴极荧光．     

热氧化法制备ZnO纳米针的微结构与场发射性质研究

ZnO是一种重要的宽禁带半导体材料，室温下带隙宽3.37eV，激子结合能高达60meV，在短波激光器、太阳能电池、压电材料、发光照明材料等方面具有广泛的应用前景。一维ZnO纳米材料具有高的长径比、良好的物理化学等性能，其合成备受关注。     

SiC和GaN电子材料和器件的几个科学问题

扼要地叙述了宽禁带半导体SiC和GaN电子材料和器件的发展状况,介绍了SiC多形体、AlGaN/GaN异质结极化效应、GaN器件的电流塌陷效应和陷阱效应、SiC和GaN器件的特征工艺问题(离子注入、金属化等)以及温度升高时SiC载流子的冻析效应等。