近日，由國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（CSA）與第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）主辦，南方科技大學(xué)微電子學(xué)院與北京麥肯橋新材料生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司共同承辦的第十七屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國際第三代半導(dǎo)體論壇（IFWS 2020）在深圳會展中心召開。

  

期間，由江蘇南大光電材料股份有限公司、中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）股份有限公司、廣州南砂晶圓半導(dǎo)體技術(shù)有限公司協(xié)辦的“襯底、外延及生長裝備”分會上，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(xué)副教授Iman S. ROQAN做關(guān)于原位無位錯多晶GaN層在寬范圍襯底上生長高效率的無催化劑GaN納米線的分享。報(bào)告顯示首次成功地探索了用PLD在不同襯底上生長自組裝垂直單晶GaN納米線的新方法，探討了成本效益增長法，NWs可以在任何襯底上同時(shí)生長；高分辨率STEM揭示了生長機(jī)理，顯示了生長過程中形成的原位納米層；無論晶格失配程度和襯底類型如何，在與襯底的界面上沒有TD；這種方法可以幫助制造廣泛應(yīng)用的器件（包括大規(guī)模生產(chǎn)）。

 

研究提出了一種在任何襯底上生長高質(zhì)量GaN的新策略。利用脈沖激光沉積（PLD）方法在大范圍的襯底上成功地制備了無TD的垂直GaN納米線（NWs）。在生長過程中形成的原位GaN多晶潤濕層（WL）上生長了GaN納米晶。先進(jìn)的光學(xué)和結(jié)構(gòu)表征揭示了這種NW在常見和新興的大塊（Si、藍(lán)寶石和GaN，以及Ga2O3）和二維（石墨烯、MXene、MoS2和WSe2）新興襯底上形成的機(jī)理，這些襯底具有高光學(xué)和結(jié)構(gòu)質(zhì)量。以表面能理論為基礎(chǔ)，對PLD生長條件的優(yōu)化進(jìn)行了討論。掃描電子顯微鏡顯示GaN的長度范圍為1.5至3?m。高分辨率掃描透射電子顯微鏡（HR-STEM）和成分圖表明，WL的多晶性質(zhì)阻止了晶格失配效應(yīng)，導(dǎo)致GaN和襯底之間的界面完全沒有TDs，表明Stranski-Krastanov生長模式[1,2]開創(chuàng)了高質(zhì)量單晶GaN-NWs。
 

進(jìn)一步推測在WL和襯底之間生長過程中形成的納米層可能有助于NW結(jié)構(gòu)的形成。所有樣品的內(nèi)量子效率均高于65%。X射線衍射測量還表明，在不同的襯底上獲得了六角GaN纖鋅礦結(jié)構(gòu)，而光致發(fā)光（PL），包括溫度和功率相關(guān)的PL測量，在3.5eV下，GaN發(fā)射出現(xiàn)一個(gè)尖峰，內(nèi)部量子效率約為65%，黃色帶可忽略不計(jì)，證實(shí)了GaN-NWs的高質(zhì)量。陰極發(fā)光測量結(jié)果顯示，GaN多晶WL在3.8ev處呈現(xiàn)出一個(gè)板狀和強(qiáng)烈的峰值，報(bào)告討論了峰值藍(lán)移的來源。研究提出的策略為生產(chǎn)適合靈活和大規(guī)模應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)高效的GaN基器件鋪平了道路。

 

 

Iman Roqan從沙特阿拉伯Umm-Al-Qura大學(xué)的物理系畢業(yè)后，從英國圣安德魯斯大學(xué)和赫瑞瓦特大學(xué)獲得了物理學(xué)的光子學(xué)和光電子器件碩士學(xué)位。然后，她獲得了博士學(xué)位。她于2008年獲得英國蘇格蘭斯特拉斯克萊德大學(xué)的物理學(xué)博士學(xué)位。在攻讀博士學(xué)位期間，她獲得了多個(gè)英國物理研究所（IOP）以及其他一些協(xié)會獎項(xiàng)。自2009年以來，她一直是阿卜杜拉國王科技大學(xué)（KAUST）創(chuàng)始教授，并且是KAUST半導(dǎo)體和材料光譜學(xué)小組的負(fù)責(zé)人。她曾在倫敦帝國學(xué)院（Imperial College London）任教5年，并在斯特拉斯克萊德大學(xué)（University of Strathclyde）任教2年。

 

Roqan教授是沙特阿拉伯第一位在沙特阿拉伯建立國際實(shí)驗(yàn)室的沙特阿拉伯，她致力于獨(dú)特的高度復(fù)雜的超快光譜系統(tǒng)。此外，她在光電子器件的半導(dǎo)體和材料光譜學(xué)方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。后來，她在寬帶隙半導(dǎo)體的增長和器件制造方面進(jìn)行了研究。

 

Roqan教授在沙特阿拉伯以及美國，英國，歐洲，中國和日本的國際機(jī)構(gòu)和公司內(nèi)部發(fā)起了許多成功的合作。她在物質(zhì)-光相互作用的超快激光器方面的知識和經(jīng)驗(yàn)使她能夠探索新方法來生長高質(zhì)量半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)，例如GaN和ZnO納米線以及用于光電應(yīng)用的納米管。

 

Roqan教授已在高影響力的同行評審期刊上發(fā)表了100多篇論文，并擁有11項(xiàng)美國專利。她被邀請參加許多國際會議以及在歐洲組織會議。她還是中東和KAUST唯一獲得美國物理學(xué)會和美國物理學(xué)教師協(xié)會極負(fù)盛名的教學(xué)獎的人，該獎旨在通過教學(xué)提高對物理學(xué)的理解和欣賞。她接受培訓(xùn)的所有中學(xué)生都參加了每年在美國舉行的ISEF和SWEEEP等國際比賽。她的學(xué)生是2013年獲得沙特阿拉伯物理學(xué)類ISEF獎第一名。Roqan教授是IEEE的高級成員和多個(gè)國際協(xié)會的成員，如物理研究所民選議員和美國物理學(xué)會的成員以及材料研究學(xué)會。

（內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場資料整理，如有出入敬請諒解）