ZnO薄膜的MOCVD同质外延生长及相关基础科学问题研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61106004
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    28.0万
  • 负责人：
    丁凯
  • 依托单位：
    中国科学院福建物质结构研究所
  • 学科分类：
    F0401.半导体材料
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

ZnO是一种直接带隙宽禁带半导体，在光电子器件领域有着广泛的应用前景。由于ZnO单晶衬底的相对稀缺，目前绝大多数ZnO薄膜是在晶格失配和热失配的异质衬底上生长的。异质外延是影响ZnO薄膜晶体质量和电光学性能，造成薄膜中存在大量缺陷和非故意掺杂杂质，并阻碍其应用的重要原因。在ZnO单晶衬底上进行同质外延生长，可望获得高质量、低缺陷密度的具有优异电光学性能的ZnO薄膜，从而促进ZnO基光电子器件的发展。本申请拟采用金属有机物化学气相沉积法（MOCVD）在课题组自有的ZnO单晶衬底上进行ZnO薄膜的同质外延生长研究，围绕提高ZnO薄膜晶体质量和降低缺陷密度开展工作，发展出高质量ZnO薄膜的MOCVD同质外延生长方法，获得高质量低背景载流子浓度的非掺高阻ZnO薄膜，获得电学性能稳定且载流子浓度可调控的n型ZnO薄膜，获得高质量单一六方相ZnMgO薄膜，并对MOCVD同质外延的优越性进行器件印证。

结项摘要

ZnO是一种直接带隙宽禁带半导体，在光电子器件领域有着广泛的应用前景。由于ZnO单晶衬底的相对稀缺，目前绝大多数ZnO薄膜是在晶格失配和热失配的异质衬底上生长的。异质外延是影响ZnO薄膜晶体质量和电光学性能，造成薄膜中存在大量缺陷和非故意掺杂杂质，并阻碍其应用的重要原因。在ZnO 单晶衬底上进行同质外延生长，可望获得高质量、低缺陷密度的具有优异电光学性能的ZnO薄膜，从而促进ZnO 基光电子器件的发展。本项目采用金属有机物化学气相沉积法（MOCVD）在石英玻璃、蓝宝石衬底上进行了异质外延生长，对MOCVD设备参数进行了调试优化，获得了单一取向的具有低背景电子浓度的高质量ZnO薄膜；在优化ZnO单晶衬底的表面处理工艺后，采用Zn面、O面ZnO单晶衬底进行了同质外延生长，获得了以二维层状生长的非掺ZnO薄膜；采用Mg掺杂对ZnO进行了能带工程，获得了单一六方相的ZnMgO薄膜，并研究了生长参数对Mg并入效率的影响规律。采用Al掺杂获得了低阻高迁移率的n型ZnO薄膜，研究了Al掺杂对ZnO薄膜的生长模式的影响机制，采用拉曼光谱研究了AZO薄膜中的电子和光学声子耦合相互作用，采用X射线吸收精细结构谱(XAFS)研究了两步法制备的AZO薄膜的电子结构。在器件仿真的基础上研制出了高响应的ZnMgO日盲紫外探测器。借助已经发展的较为成熟的GaAs HEMT器件进行了对HEMT生物传感器初步探索的工作，以期为制备ZnO基HEMT生物传感器奠定基础。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（0）
High-Responsivity Solar-Blind Photodetector Based on Mg0.46Zn0.54O Thin
基于Mg0.46Zn0.54O薄层的高响应度日盲光电探测器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    IEEE Electron Device Letters
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Zheng, Qinghong;Huang, Feng;Huang, Jin;Hu, Qichan;Chen, Dagui;Ding, Kai
  • 通讯作者：
    Ding, Kai
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  • DOI：
    10.1364/oe.21.018387
  • 发表时间：
    2013-07-29
  • 期刊：
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Wang, Ping;Zhen, Qinghong;Huang, Feng
  • 通讯作者：
    Huang, Feng
Fabrication and Energy Band Alignment of n-ZnO/p-CuI Heterojunction
n-ZnO/p-CuI 异质结的制备和能带排列
  • DOI：
    10.1109/led.2012.2218274
  • 发表时间：
    2012-12-01
  • 期刊：
    IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS
  • 影响因子：
    4.9
  • 作者：
    Ding, K.;Hu, Q. C.;Huang, F.
  • 通讯作者：
    Huang, F.
Aluminum doping induced columnar growth of homoepitaxial ZnO films by metalorganic chemical vapor deposition
铝掺杂诱导金属有机化学气相沉积同质外延 ZnO 薄膜柱状生长
  • DOI：
    10.1063/1.4824116
  • 发表时间：
    2013-09-30
  • 期刊：
    APPLIED PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Ding, K.;Hu, Q. C.;Huang, F.
  • 通讯作者：
    Huang, F.
On the variations of optical property and electronic structure in heavily Al-doped ZnO films during double-step growth process
双步生长过程中重Al掺杂ZnO薄膜光学性能和电子结构的变化
  • DOI：
    10.1063/1.4862201
  • 发表时间：
    2014-01
  • 期刊：
    Applied Physics Letters
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Hu, Q. C.;Ding, K.;Zhang, J. Y.;Yan, F. P.;Pan, D. M.;Huang, F.;Chiou, J. W.
  • 通讯作者：
    Chiou, J. W.

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基于ZnO单晶衬底的氧化物半导体发光二极管量子效率研究
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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

        graph TD
          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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