AlGaN基紫外激光二极管研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61376047
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    86.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0403.半导体光电子器件与集成
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

AlGaN-based ultraviolet laser diode (UVLD) has recently been a hotspot of the research front over the world for a number of applications such as high-density data storage, chemical/biochemical analysis, medical sterilization and disinfection, photolithography, etc. In this project, we plan to focus on the most crucial problem of the research and development of UVLD, that is, the challenging epitaxy of the key AlGaN material. The research barriers of the epitaxial technique of high quality AlGaN material with high Al composition are expected to be broken through by combining the study on AlN and AlGaN material growth kinetics and the optimization of the epitaxy process. On this basis, we will further carry out the study of the p-type doping of the AlGaN material. AlGaN based high-efficiency quantum structures will be designed by the support and guide of the carrier transport and recombination mechanism in the quantum well (QW). The key processes of the UVLD device fabrication will be researched. On the bases of the in-depth understanding of the physical mechanisms and the process optimization, UVLD devices will be developed and expected to achieve the lasing wavelength below 350nm. This project could fill in the blank of the domestic UVLD device research area, and also could produce own intellectual-property so as to seize the future market advantage.
AlGaN基紫外激光二极管(UVLD)在光存储、生化科技、医疗杀菌、光刻等诸多领域具有广阔的应用前景,成为目前国际研究的前沿热点。本项目重点针对UVLD的核心AlGaN材料的外延生长难题开展研究,通过外延生长动力学的探索和外延工艺的优化,突破高质量高Al组分氮化物材料的MOCVD外延技术,进而开展AlGaN的p型掺杂研究,通过量子阱载流子输运和复合机制的研究指导高效量子结构设计,开展UVLD关键芯片工艺研究;通过深入理解相关的物理过程和机制,指导材料和工艺的优化提升,最终研制出UVLD器件,实现激射发光波长<350nm。通过本项目的开展可以弥补国内短波长UVLD器件研制领域的空白,获得自主知识产权,占领未来市场先机。

结项摘要

AlGaN基紫外激光二极管(UVLD)在光存储、生化科技、医疗杀菌、光刻等诸多领域具有广阔的应用前景,是目前国际研究的前沿热点。本项目重点针对UVLD的核心AlGaN材料的外延生长难题开展研究,开展了AlN模板材料的MOCVD外延生长研究,通过外延生长的创新探索和外延工艺的优化,突破高质量高Al组分氮化物材料的MOCVD外延技术,获得的高质量AlN外延材料X射线衍射(002)面和(102)面的FWHM最小值分别达到48 arcsec和20 arcsec。开展了面向紫外激光二极管(UVLD)的AlGaN多量子阱(MQW)结构的设计和外延研究,结合掺杂机制,成功将AlGaN MQW内量子效率提升到超过40%。开展了UVLD关键制备工艺研究,包括谐振腔腔面的制备、高反膜的制备技术等工艺,成功实现从UVA、UVB到UVC不同紫外波段的室温受激发射结果,最短波长达到259 nm。本项目的研究成果填补了国内短波长UVLD器件研制领域的空白,引领未来紫外光源的发展方向。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(2)
专利数量(13)
Deep ultraviolet lasing from AlGaN multiple-quantum-well structures
AlGaN 多量子阱结构的深紫外激光
  • DOI:
    10.1002/pssc.201510192
  • 发表时间:
    2016-05
  • 期刊:
    physica status solidi (c)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jianchang Yan;Tian;Yingdong;Chen;Xiang;Zhang;Yun;Wang;Junxi;Li;Jinmin
  • 通讯作者:
    Jinmin
Deep-ultraviolet stimulated emission from AlGaN/AlN multiple-quantum-wells on nano-patterned AlN/sapphire templates with reduced threshold power density
纳米图案 AlN/蓝宝石模板上的 AlGaN/AlN 多量子阱的深紫外受激发射,阈值功率密度降低
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2017.06.240
  • 发表时间:
    2017-11
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Chen Xiang;Zhang Yun;Yan Jianchang;Guo Yanan;Zhang Shuo;Wang Junxi;Li Jinmin
  • 通讯作者:
    Li Jinmin
氮化物深紫外LED研究新进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国科学:物理学 力学 天文学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王军喜;闫建昌;郭亚楠;张韵;田迎冬;朱邵歆;陈翔;孙莉莉;李晋闽
  • 通讯作者:
    李晋闽
Optical properties of magnesium doped AlxGa1-xN (0.61
镁掺杂 AlxGa1-xN (0.61
  • DOI:
    10.1063/1.4897449
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Applied Physics
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Feneberg Martin;Osterburg Sarah;Romero Maria Fatima;Garke Bernd;Goldhahn Ruediger;Neumann Maciej D.;Esser Norbert;Yan Jianchang;Zeng Jianping;Wang Junxi;Li Jinmin
  • 通讯作者:
    Li Jinmin
Light extraction enhancement of AlGaN-based ultraviolet light-emitting diodes by substrate sidewall roughening
通过衬底侧壁粗糙化增强 AlGaN 基紫外发光二极管的光提取
  • DOI:
    10.1063/1.4991664
  • 发表时间:
    2017-07-03
  • 期刊:
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Guo, Yanan;Zhang, Yun;Li, Jinmin
  • 通讯作者:
    Li, Jinmin

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其他文献

六方氮化硼成核层减小MOCVD外延生长氮化铝薄膜的应力及裂纹(英文)
  • DOI:
    --
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  • 影响因子:
    --
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  • 通讯作者:
    李晋闽
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    光子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陆义;闫建昌;李晓航;郭亚楠;吴卓辉;张亮;谷文;王军喜;李晋闽
  • 通讯作者:
    李晋闽

其他文献

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闫建昌的其他基金

氮化物半导体紫外发光材料与器件
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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