近日，由國家半導體照明工程研發及產業聯盟（CSA）與第三代半導體產業技術創新戰略聯盟（CASA）主辦，南方科技大學微電子學院與北京麥肯橋新材料生產力促進中心有限公司共同承辦的第十七屆中國國際半導體照明論壇（SSLCHINA 2020）暨2020國際第三代半導體論壇（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、中微半導體設備（上海）股份有限公司、廣州南砂晶圓半導體技術有限公司協辦的“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副教授Iman S. ROQAN做關于原位無位錯多晶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生長；高分辨率STEM揭示了生長機理，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用的器件（包括大規模生產）。

 

研究提出了一種在任何襯底上生長高質量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。先進的光學和結構表征揭示了這種NW在常見和新興的大塊（Si、藍寶石和GaN，以及Ga2O3）和二維（石墨烯、MXene、MoS2和WSe2）新興襯底上形成的機理，這些襯底具有高光學和結構質量。以表面能理論為基礎，對PLD生長條件的優化進行了討論。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的多晶性質阻止了晶格失配效應，導致GaN和襯底之間的界面完全沒有TDs，表明Stranski-Krastanov生長模式[1,2]開創了高質量單晶GaN-NWs。
 

進一步推測在WL和襯底之間生長過程中形成的納米層可能有助于NW結構的形成。所有樣品的內量子效率均高于65%。X射線衍射測量還表明，在不同的襯底上獲得了六角GaN纖鋅礦結構，而光致發光（PL），包括溫度和功率相關的PL測量，在3.5eV下，GaN發射出現一個尖峰，內部量子效率約為65%，黃色帶可忽略不計，證實了GaN-NWs的高質量。陰極發光測量結果顯示，GaN多晶WL在3.8ev處呈現出一個板狀和強烈的峰值，報告討論了峰值藍移的來源。研究提出的策略為生產適合靈活和大規模應用的經濟高效的GaN基器件鋪平了道路。

 

 

Iman Roqan從沙特阿拉伯Umm-Al-Qura大學的物理系畢業后，從英國圣安德魯斯大學和赫瑞瓦特大學獲得了物理學的光子學和光電子器件碩士學位。然后，她獲得了博士學位。她于2008年獲得英國蘇格蘭斯特拉斯克萊德大學的物理學博士學位。在攻讀博士學位期間，她獲得了多個英國物理研究所（IOP）以及其他一些協會獎項。自2009年以來，她一直是阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）創始教授，并且是KAUST半導體和材料光譜學小組的負責人。她曾在倫敦帝國學院（Imperial College London）任教5年，并在斯特拉斯克萊德大學（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驗室的沙特阿拉伯，她致力于獨特的高度復雜的超快光譜系統。此外，她在光電子器件的半導體和材料光譜學方面擁有豐富的經驗。后來，她在寬帶隙半導體的增長和器件制造方面進行了研究。

 

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構和公司內部發起了許多成功的合作。她在物質-光相互作用的超快激光器方面的知識和經驗使她能夠探索新方法來生長高質量半導體納米結構，例如GaN和ZnO納米線以及用于光電應用的納米管。

 

Roqan教授已在高影響力的同行評審期刊上發表了100多篇論文，并擁有11項美國專利。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會和美國物理學教師協會極負盛名的教學獎的人，該獎旨在通過教學提高對物理學的理解和欣賞。她接受培訓的所有中學生都參加了每年在美國舉行的ISEF和SWEEEP等國際比賽。她的學生是2013年獲得沙特阿拉伯物理學類ISEF獎第一名。Roqan教授是IEEE的高級成員和多個國際協會的成員，如物理研究所民選議員和美國物理學會的成員以及材料研究學會。

（內容根據現場資料整理，如有出入敬請諒解）