gan的合成十分困难,生长得到的材料具有很高的线缺陷(位错)密度,按照传统半导体物理的认识,gan这么高的位错密度不可能发强光🍺🍆🅱。
因此,世界上研究蓝光led的科学家中,选择znse的📶超过了一万人,而选择gan的不到10人。
为了解决g🔶🅇an的合成问题,剩余的这十名科学家,分别开始了独自的尝试。
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赤崎教授,选择了晶体结构和gan⛥🜡🃬接近,但是晶格常数失配的蓝宝石作为衬底材料,进行gan的异质外延(生长)。
由于晶格失配,gan外延层和蓝宝石衬底之间存在失配应力,应力的释放会导🕮致gan内部产生大量缺🄸🂓陷。这样的材🇯料无法应用于器件。
但这个问题,在1985年,被赤崎教授的弟子,天野浩解决📤🜸,这就是著名的🀟♨两步法。
步骤是,在蓝宝石衬底上先生长一层aln缓冲层,再将温📶度升高生长🛃🙰gan。
由于缓冲层释放了gan和蓝宝石之间的失配应力,这种“两步法”生长技术使得gan的晶体质量显著改善,满足了器件制作的基本要求。🕆
这个方法的发现,差不多历时前后5年,师生两个人接力,才算搞定🀫。
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按理说,一般的科学研究工作者,进行某项研究的思路,都是踏着前人留下的足迹前进。尤其🎻🖏👦是没有达到🄸🂓终点之前。
因为改变前人🉇🅍🅏,甚至推翻前人的工作,完全是得不偿失。
例如两步法的🉇🅍🅏发现,就用时差不多四五年时间。换个人来研究,是不是也要准备个几年时间?
这怎么选择,不是一目了然嘛!
但大侠就是大侠,中村拿到这个论文后,不是继续往下研究,而🜧🄦是放飞自我。
他决定试🙪🍐试在缓冲层中采用gan而非aln的方法。
具体思路是在低温生长的非结晶状态的gan膜之上,在高温条件下生长👠🐂出gan单晶膜。只要这个取得成功,就可以制出与在底🖹🗞🜲板上直接生长单晶gan膜相同的构造。
按照这个思路,中村进行了尝试。
结果嘛,一次成功!