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SiC衬底上GaN薄膜和LED的制备与研究的开题报告

开题报告：基于SiC衬底的GaN薄膜和LED的制备与研究

一、研究背景

氮化镓（GaN）是一种重要的宽禁带半导体材料，具有优异的光电性能和热稳定性，被广泛应用于高亮度LED、激光二极管等领域。然而，GaN晶体的生长难度大，价格高昂，限制了其在工业领域的广泛应用。而在这方面，SiC衬底具有很大优势，具有高质量、高稳定性、低缺陷密度等特点，可以提高GaN晶体生长的质量和稳定性。因此，在SiC衬底上生长GaN晶体已成为研究的焦点。

二、研究目的和意义

本论文旨在研究基于SiC衬底的GaN薄膜和LED的制备方法，探究GaN薄膜和LED的结构、性能以及生长机理等相关问题。通过研究GaN薄膜和LED的制备方法，可以为解决高质量、高稳定性、低缺陷密度的GaN晶体生长难题提供一种新的途径。同时，研究基于SiC衬底的GaN薄膜和LED的应用前景，对于推动我国半导体技术的发展具有重要意义。

三、研究内容和方法

1.基于SiC衬底的GaN薄膜的制备方法：

(1)HVPE法（气相外延法）

(2)MOCVD法（金属有机化学气相沉积法）

(3)MBE法（分子束外延法）

2.基于SiC衬底的GaN薄膜和LED的结构和性能分析方法：

(1)X射线衍射仪（XRD）

(2)扫描电子显微镜（SEM）

(3)激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）

(4)光谱分析仪（PL）

(5)发光二极管测试系统（LED测试系统）

3.研究基于SiC衬底的GaN薄膜和LED的生长机理。

四、预期成果

通过本论文的研究，预计取得以下成果：

1.建立基于SiC衬底的GaN薄膜的制备方法，并对制备方法进行优化和改进，提高GaN晶体生长的质量和稳定性。

2.对基于SiC衬底的GaN薄膜和LED的结构和性能特点进行全面分析和研究，了解GaN薄膜和LED的光电性能，并制定相应的应用方案。

3.探究基于SiC衬底的GaN薄膜和LED的生长机理，为在其他材料衬底上生长GaN晶体提供一定的参考。

五、可行性分析

1.研究方法：本论文既包含实验室的理论研究，也涉及到GaN薄膜和LED的制备和测试等大量实验工作。

2.材料条件：实验所需材料和设备都在现有条件下就可以获取，容易实现。

3.研究团队：本论文的研究方向主要聚焦于化学、物理和半导体材料等领域，具有相应的研究热情和专业技能。

4.预期成果：预计可以取得基于SiC衬底的GaN薄膜和LED的制备和研究初步成果，并取得一定的科研实践能力和实验技能。

六、进度安排

1.前期准备（2个月）：调研相关文献，制定实验方案，准备实验所需材料和设备。

2.实验和数据分析（10个月）：针对不同制备方法进行实验研究，并对实验数据进行深入分析和讨论。

3.撰写论文和论文答辩（2个月）：整理研究成果，完成毕业论文和论文答辩。

七、参考文献

1.LiuF,WangY,SunB,etal.GrowthofGaNbyhydridevaporphaseepitaxyusingSiCandGaNseeds[J].JournalofCrystalGrowth,2017,464:81-86.

2.WeiT,FuY,LiuY,etal.MOVPEgrowthofhighqualitythickGaNonSiCsubstratewithAlNbufferlayer[J].CeramicsInternational,2020,46(7):9625-9629.

3.LiW,ParkGH,KimTK,etal.LEDBasedonSiliconCarbideandGalliumNitride[J].Physics,Simulation,andPhotonicEngineeringofPhotovoltaicDevicesI,2007,6474:647425.

4.刘晓巍,朱立安,彭峰,等.基于SiC衬底的GaN外延膜研究[J].安徽理工大学学报(自然科学版),2007,22(2):58-61.

5.张志杰,王飞.GaNLED的研究进展[J].现代科学仪器,2018(6):113-117.