AlIn(Ga)N外延生长中的反应扩散问题

Reaction-Diffusion problem happened on the growing surface of (Al,In,Ga)N will be investigated using dynamics of pattern formation. Multi methods, including theoretical analysis, numerical simulation, and experimental verification will be used to explore the evolution of surface morphologies and the spatio-temporal distribution of Indium during the growing process of (Al,In,Ga)N materials by MOCVD. Study on phase separation of (Al,In,Ga)N materials is the focus of this project, with the aim to find efficient approach of controlling and modifying the phase separation of (Al,In,Ga)N materials. The phase separation started at which stage of material preparation process and it evolved in what a way was two important subjects to be deeply analyzed in order to clarify the deterministic relationship between Indium distribution pattern and the growth conditions. Study on temporal evolution of surface morphology of growing surface will be conducted to probe the basic physical process happened on the growing surface. Effects of patterns formed on the surface on the growing process also will be investigated.

本项目从斑图动力学理论的角度出发研究(Al,In,Ga)N材料外延生长表面的反应扩散问题。结合理论分析、计算机模拟和实验验证的方法，分析和研究(Al,In,Ga)N材料生长过程中表面形貌的演变和In组分在生长平面内以及生长方向上的空间分布，从而确定(Al,In,Ga)N材料的相分离发生的时间和方式，找到控制相分离的有效办法。从表面形貌演变研究中找到生长参数对微观物理过程的影响规律，探索生长表面In的时空分布对材料生长进程的影响。

从表面（界面）生长的动力学标度理论和斑图动力学理论出发，在材料生长试验和材料表征测试基础上，结合理论分析，研究了InGaN材料生长过程中表面形貌的演变和In组分在生长平面内以及生长方向上的空间分布，分析了InGaN材料的相分离（或者说组分涨落）发生的时间和方式，初步找到了比较有效地控制相分离的办法。根据不同样品表面形貌异同性的分析，推测表面形貌演变过程，建立模型，分析了生长参数对微观物理过程的影响，为控制非平衡生长条件导致的无序效应所对应的生长模式找到了初步的方法。.项目基本培养了硕士生1名，博士生1名，课题组相关人员合作发表学术论文大于10篇，包括SCI收录和EI收录。在学术交流方面也做了大量的工作，和同行在材料生长设备的设计与制造、生长设备反应室的改进与优化、材料生长工艺的开发与研究、实验设计与实验分析技术的学习与提高、材料生长物理/化学过程分析与模型建立、材料表征技术、器件测试分析技术等方面进行了广泛的合作与交流，主要是通过专家指导、技术人员互派、专题会议组织、国内外学术会议等方式。