1. 本选题研究的目的及意义
氮化镓（GaN）作为第三代半导体材料的代表，具有宽禁带、高电子迁移率、高击穿电压等优异特性，在光电子、电力电子和射频器件等领域展现出巨大的应用潜力。
外延生长是制备高质量GaN薄膜的关键技术，然而，由于GaN外延层与衬底之间存在晶格失配和热膨胀系数差异，外延生长过程中会产生显著的应力，进而影响GaN薄膜的晶体质量、光学性质和电学性能，甚至导致器件性能下降或失效。
因此，研究GaN外延膜中的应力问题对于提高GaN基器件的性能和可靠性具有重要的意义。
2. 本选题国内外研究状况综述
GaN外延膜中的应力问题一直是国内外研究的热点。
近年来，研究者们在应力的表征、模拟和调控方面取得了一系列重要进展，但仍有一些问题需要进一步深入研究。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究将从GaN外延膜应力的来源、影响及调控方法等方面进行系统研究，分析不同应力对GaN外延膜晶体质量、光学性质和电学性能的影响，并探讨有效的应力调控方法。
1. 主要内容
1.GaN材料和外延生长:介绍GaN的晶体结构、基本性质以及常用的外延生长技术，如MOCVD、HVPE等，分析不同生长方法对GaN外延膜应力的影响。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法，对GaN外延膜中的应力进行系统研究。
1.理论分析：-研究GaN材料的晶体结构、力学性质和热学性质，分析晶格失配和热失配对GaN外延膜应力的影响。
-建立GaN外延膜应力的理论模型，分析应力与材料结构、生长工艺参数之间的关系。
5. 研究的创新点
1.建立更全面的GaN外延膜应力分析模型，将晶格失配、热失配以及其他因素如生长缺陷、表面形貌等纳入考虑范围，更准确地预测GaN外延膜中的应力分布。
2.深入研究GaN外延膜中应力与材料光学性质之间的关系，特别是应力对GaN材料发光效率、光谱特性等方面的影响，为GaN基光电器件的设计和制备提供理论依据。
3.探索新型的GaN外延膜应力调控方法，例如利用纳米结构、梯度结构等方法来调控GaN外延膜中的应力，为制备高质量、高性能的GaN外延材料提供新的思路。
6. 计划与进度安排
第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲
第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文
7. 参考文献（20个中文5个英文）
1. 李欣, 王晓亮, 刘斌, 等. MOCVD 生长氮化镓外延膜应力的研究进展[J]. 人工晶体学报, 2022, 51(10): 1849-1860.
2. 陆大成, 刘斌, 王晓亮, 等. 氮化镓外延材料应力及弛豫研究进展[J]. 材料导报, 2022, 36(3): 12.
3. 张荣, 江风益. 氮化镓外延材料应力的产生、表征及调控[J]. 半导体学报, 2021, 42(1): 013001.
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