一维InN/InAlN渐变核壳纳米线阵列高效近红外发光器件研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61774076
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 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:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

In the outer space environment, wide temperature variations and intense radiation have a serious impact on the reliability and lifetime of near infrared light-emitting devices. Therefore, the InN and its III-nitride alloys which has excellent temperature characteristics and strong radiation resistance offer great potential for highly efficient and stable near infrared light-emitting devices (LED) for space applications. However, the efficiency of near infrared (NIR) electroluminescence (EL) of InN LEDs is very low. The smaller power restricts its application in the outer space. Basing on the realization of the NIR EL of InN film for the first time at room temperature, we found that it has abnormal temperature characteristic that the luminous intensity increases with the increase of temperature. Because nanowire materials has higher lattice perfection and better release of stress, we attempt to adopt the InxAl1-xN electronic barrier layer with polarization effect and InN nanowires of improved interface characteristics coated the component graded InyAl1-yN shell layer to improve the radiative recombination efficiency and light extraction efficiency of InN devices, and then using the InyAl1-yNshell to protect InN active region in favor to improve the radiation resistance of the device. We will carry out the investigation of the formation mechanism and the evolution mechanism of defects, and further understanding the carriers’ regulating characteristics of core-shell nanowires heterostructure to realize the NIR EL of InN nanowires with output power of milliwatt magnitude.
外太空环境温差变化大、空间辐射强,对近红外发光器件的可靠性和寿命产生严重影响,因而采用温度特性优良、抗辐射特性强的InN及其合金制备应用于空间辐射环境的近红外发光器件具有巨大潜力。然而目前InN基近红外发光器件发光效率低、功率很小,制约了其在空间领域的应用研究。项目申请人在国际上首次报道InN薄膜室温下近红外电致发光基础上,发现其具有随工作温度升高发光强度增强的异常温度特性。本项目拟利用纳米线具有良好晶格完整性、更好的释放应力等独特优势,创新地采用带有极化效应的InxAl1-xN电子阻挡层和改进界面特性的一维InN/InyAl1-yN组分渐变核壳纳米线异质结结构,在提高InN纳米线载流子辐射复合效率和光提取效率同时,利用壳层结构对InN有源区的保护进一步提高器件抗辐射能力,开展InN纳米线缺陷形成、演化、湮灭机理及核壳纳米线异质结构的载流子调控规律研究,最终实现毫瓦量级的近红外电注入发光。

结项摘要

目前InN基近红外电注入发光已经初步实现,但是这些InN基发光器件发光效率非常低,功率很小。我们通过Silvaco平台的Atlas器件性能仿真工具建立了p-Si/In1-xAlxN/n-InN近红外电致发光器件的几何模型和物理模型;针对无极化电场情况,探索了In1-xAlxN合金组分及厚度对异质结载流子输运及辐射复合发光特性的影响规律;针对存在极化电场情况,模拟了金属极性面及氮极性面异质结结构中极化电场对异质结能带结构的影响,给出了极化电场调制与载流子辐射复合效率的关系,通过对In1-xAlxN合金组分及厚度的调节可实现对极化电场的调控,进而实现InN层中载流子辐射复合效率的增强,优化了器件结构设计。研究了采用MBE方法在蓝宝石衬底上外延InN纳米线的生长机制,探索了缺陷控制规律并实现了高质量InN纳米线的自组装可控生长,进一步在硅衬底上实现了氮极性面InN自组装纳米线的可控制备,为实现本项目中器件结构设计奠定了基础。基于Silvaco器件性能仿真研究中最佳优化条件,实现了金属极性面p-Si/In1-xAlxN/n-InN纳米线异质结结构的制备,并通过器件结构优化设计,制备出了不同核壳包覆形貌的p-Si/In1-xAlxN/n-InN/In1-yAlyN核壳纳米线异质结结构,实现了InN/In1-yAlyN核壳纳米线异质结的良好整流特性,为提高InN纳米线中载流子的辐射复合效率建立了基础。为了进一步满足后续InN近红外发光器件特性研究工作的需要,我们探索性开展了全氮化物体系p-GaN/In1-xGaxN/n-InN的T型核壳纳米线异质结器件特性研究,为后续InN基近红外器件的实用化提供了新的途径。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Synthesis of a Novel In2O3-InN Bottle Nanotube Using In-Situ Partial Oxidation with Enhanced Gas Sensing Platform to Detect NO2
采用原位部分氧化和增强型气敏平台检测 NO2 合成新型 In2O3-InN 瓶纳米管
  • DOI:
    10.3390/cryst10070570
  • 发表时间:
    2020-07
  • 期刊:
    crystals
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Qiuyang Ning;Guoguang Wu;Yihui Wang;Yuanbo Sun;Wei Feng
  • 通讯作者:
    Wei Feng
Parametric study on the well-oriented growth of InxAl1-xN nanodots by magnetron sputtering
磁控溅射InxAl1-xN纳米点定向生长的参数研究
  • DOI:
    10.1016/j.mssp.2019.104583
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Materials Science in Semiconductor Processing
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Yang Zhao;Hui Wang;Xinzhong Li;Jingjie Li;Zhifeng Shi;Guoguang Wu;Shiwei Zhuang;Chuanlei Yin;Fan Yang
  • 通讯作者:
    Fan Yang

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

复合阻化剂抑制褐煤氧化自燃的实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    能源技术与管理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张文玉;吴国光;孟献梁;褚睿智
  • 通讯作者:
    褚睿智
Cu-doped ZnO thin film prepared by metallorganic chemical vapor deposition
金属有机化学气相沉积法制备Cu掺杂ZnO薄膜
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Faguang Xuebao/Chinese Journal of Luminescence
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柳阳;边继明;吴国光;李春野;梁红伟;刘远达;李万程;杜国同;李国兴;许露
  • 通讯作者:
    许露
贫瘦煤-柳木气化焦油裂解研究
  • DOI:
    10.13301/j.cnki.ct.2017.01.117
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    煤炭技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孟献梁;刘亚军;褚睿智;吴国光;苗真勇;田军月
  • 通讯作者:
    田军月
In插入层对硅衬底外延InN晶体质量和光学特性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    发光学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    景强;吴国光;张宝林;杜国同
  • 通讯作者:
    杜国同
山茱萸炮制过程中环烯醚萜苷类成分的质谱研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    化学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周莉莉;吴国光;刘淑莹;宋凤瑞;刘志强
  • 通讯作者:
    刘志强

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

吴国光的其他基金

InN材料电致发光机理的研究
  • 批准号:
    11304112
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码