团队负责人

  苏龙兴，男，特聘研究员，2015年于中山大学获得物理学博士学位，2023年9月至今在太阳集团www0638从事教学科研工作，学校学科方向领军人才。长期从事宽禁带化合物半导体薄膜的生长、掺杂和能带调控、半导体光电器件、射频器件、第一性原理计算和器件物理等方向的研究。迄今申请人以第一/通讯作者在InfoMat、Adv. Funct. Mater.、Laser & Photonics Rev.、Small、J. Mater. Sci. Technol.、Photonic Res.、ACS Appl. Mater. Inter.、J. Mater. Chem. C、Appl. Phys. Lett.、Opt. Lett.、Opt. Express等学术期刊上发表论文30余篇，总引用3000余次，入选美国斯坦福大学发布的《2024年度全球前2％顶尖科学家榜单》，在Frontier in Materials、Applied Science、Symmetry等国际学术期刊担任客座编辑。

团队成员

  贾传宇，男，副研究员，2010年获得北京大学物理学院博士学位。主要从事氮化物半导体光电子器件研发，主要从事III-V氮化物半导体光电子器件MOCVD外延技术研究，具体研究领域涉及高功率LED、蓝光LD、太阳能电池、六英寸及八英寸Si基电子功率器件等。先后发表SCI论文21篇，获得授权国家发明专利30项。论文被氮化物半导体领域的国内外知名高校和科研单位引用，论文引用率大于300次，其中单篇最高引用率76次，引用论文的知名科研单位包括美国UCSB,、南京大学、台湾大学等。作为项目负责人承担1项国家自然科学基金青年基金项目《高可靠性高量子效率氮化镓基绿光激光器关键技术研究》，东莞市核心技术攻关前沿项目《面向非视距通讯领域的深紫外LED关键技术研究》。作为核心技术人员负参与多项国家级和地方重大项目。

李媛，女，博士，特聘副研究员，硕士生导师，本科就读于郑州大学，2020年于华南理工大学获得博士学位。2020年7月至今，在太阳集团www0638从事教学科研工作。研究方向为化合物半导体材料与光电子器件；主持国家自然科学基金青年项目1项，完成广东省基础与应用基础青年基金1项；在Optics Express，Journal of Materials Chemistry C，Journal of Alloys and Compounds等期刊上发表论文十余篇，获授权发明专利1项。

柴吉星，男，博士，讲师，2023年获得华南理工大学工学博士学位，研究方向为化合物半导体材料与器件物理。2023年10月至今，在0638太阳集团从事教学科研工作。至今，以第一作者在Advanced Electronic Materials、Optics Express、Applied Surface Science发表SCI论文5篇，参与国家重点研发计划项目1项，国家自然科学基金项目1项。

l 在读研究生

2024级：叶少豪，梁梓鹏，何鋆恒，刘洋浦

2023级：邹佳豪

科研方向

1. 超宽禁带半导体及射频滤波器件

Ga₂O₃和AlN等超宽禁带半导体材料具有禁带宽度大、高击穿场强、耐高温、抗辐射和机电耦合系数大等优点，在功率器件、深紫外光电器件和模块化射频器件等方面具有广阔的应用前景。尤其在高速通讯时代，除了基站射频收发单元陈列中所需的射频器件数量大为增加，基站密度和基站数量也会大为增加，相比3G、4G时代，5G时代的射频器件将会以几十倍、甚至上百倍的数量增加。因此基于超宽禁带半导体射频滤波器件的研发将对未来的高速通信具有重要意义。

图1 （a）超宽禁带半导体的优越物理特性；（b）2寸氧化镓外延薄膜；（c）射频滤波模块。

2. 氮化物发光二极管和激光器

III-V族氮化物半导体材料，是继硅，砷化镓之后的第三代半导体材料，包含了氮化镓（GaN），氮化铝（AlN）和氮化铟（InN）及它们的合金，是直接带隙半导体，具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强以及耐化学腐蚀等优点。这些光电性质上的优势使III-V族氮化物材料在光电子领域（如LED和LD）具有极强的竞争优势，是制作从紫外到红光波段半导体发光二极管的理想材料。在此基础上采用金属有机化学气相外延技术制备高晶体质量红光LED，并通过芯片制成制备Mini/Micro LED 芯片，在未来显示上具有巨大的应用前景。

图2. InGaN基红光LED外延结构示意图及透射电子显微镜照片。

3. 氮化物紫外光电探测器

氮化物紫外光电探测器是一种基于氮化物半导体材料的光电器件，能够响应紫外光并将其转换为电信号。这类探测器在环境监测、军事侦察、生物医学等领域具有广泛应用前景。然而，氮化物材料的缺陷密度对紫外光电探测器的性能具有显著影响。缺陷，如位错、空位和杂质等，可以作为非辐射复合中心，降低探测器的内量子效率和外量子效率。此外，缺陷还可能引入陷阱态，影响探测器的响应速度和暗电流特性。本研究致力于基于外延技术控制材料缺陷、优化器件结构和制备工艺，可以进一步提高探测器的性能，满足不同领域的应用需求，为紫外光探测技术的应用开辟更广阔的空间。

图3（a）带隙中位错引入的能级示意图和（b）刃位错作为电子散射中心的示意图。

4. InGaN纳米柱异质结阵列外延及光电探测器

InGaN纳米柱异质结光电探测器的研究突破了传统单一材料体系的光响应范围限制，为实现宽光谱探测提供了创新性解决方案。此外，通过精确调控InGaN纳米柱异质结阵列的异质界面能带结构，能够实现光生载流子的空间分离效率提升。但InGaN和异质材料晶格失配、热膨胀系数差异大等问题导致较为严重的界面缺陷与载流子复合问题。通过引入梯度In组分过渡层和横向应变弛豫机制，能有效降低异质结界面位错密度，显著抑制了界面复合电流。这种能带工程与应变工程的协同作用不仅拓宽了器件的光谱响应范围而且提升了器件的响应速度。该研究不仅为多波段光电集成系统提供了单元器件基础，更推动了氮化物半导体在光通信、生物传感和量子点敏化探测等前沿领域的应用。

图4 InGaN纳米柱异质结光电探测器的器件结构。

团队代表性成果

1) L. X. Su*, S. D. Wu, X. F. Wang, K. Sun, T. Yun, Y. P. Du, J. G. Lu, Pulsed laser deposition of a Ga₂O₃ thin film for an optoelectronic synaptic device, Opt. Lett., 2024, 49, 474.

2) Y. Li*, C. Zhang, J. Lin, C. Y. Jia, G. Q. Li, Show more Threading dislocations reduction of GaN-on-Si by introducing AlN/3D-GaN with SiN interlayer for photodetectors, Mat. Sci. Semicon. Proc., 2024, 172, 108089.

3) C. Jia, Y. Li*, Wang Q. Internal quantum efficiency improvement of InGaN-based red LED by using double v-its layers as strain relief layer, Opt. Express, 2024, 32, 36489.

4) C. Y. Jia*, C. L. Shen, Q. Wang, Performance Improvement of InGaN Red Light-Emitting Diode by Using V-Pits Layer and Step-Graded GaN Barrier, Phys. Status Solidi A, 2023, 220, 2300086.

5) J. X. Chai, Q. H. Liu, L. Chen, B. Cao, D. Q. Kong, T. J. Lin*, W. L. Wang*, G. Q. Li*, Axial InN/InGaN nanorod array heterojunction photodetector with ultrafast speed, Adv. Electron. Mater., 2023, 9, 2201193.

6) J. X. Chai, L. Chen, B. Cao, D. Q. Kong, S. Chen, T. J. Lin, W. L. Wang*, Y. Liu*, G. Q. Li*, High-speed grapheneInGaN heterojunctions photodetectors for potential application in visible light communication, Opt. Express, 2022, 20, 3903.

7) L. X Su*, Y. Q. Zuo, J. Xie*, Scalable manufacture of vertical p-GaN/n-SnO₂ heterostructure for self-powered ultraviolet photodetector, solar cell and dual-color light emitting diode, InfoMat, 2021, 3, 598.

8) C. Y. Jia*, C. G. He, Q. Wang, Z. Z. Chen, Performance improvement of InGaN LEDs by using strain compensated last quantum barrier and electron blocking layer, Optik, 2021, 248, 168216.

9) L. X. Su*, S.-Y. Chen, L. Q. Zhao, Y. Q. Zuo, J. Xie*, Low temperature atomic layer deposition of GaO_xN_y thin film on Ⅲ-GaN:Mg for deep-UV photodetector, Appl. Phys. Lett., 2020, 117, 211101.

10) Y. Li, Z. Xing, Y. Zheng, et al. High-efficiency near-UV light-emitting diodes on Si substrates with InGaN/GaN/AlGaN/GaN multiple quantum wells, J. Mater. Chem. C, 2020, 8, 883.

11) J. X. Chai, J. Y. Cheng, D. Q. Zhang, Y. F. Xiong, X. Y. Yang, X. W. Ba, S. Ullah, G. P. Zheng, M. Yan, M. S. Cao, Enhancing electromagnetic wave absorption performance of Co₃O₄ nanoparticles functionalized MoS₂ nanosheets, J. Alloy. Compd., 2020, 829, 154531.

12) C. Y. Jia, T. J. Yu*, H. M. Lu, C. T. Zhong, Y. J. Sun, Y. Z. Tong, G. Y. Zhang, Performance improvement of GaN-based LEDs with step stage InGaN/GaN strain relief layers in GaN-based blue LEDs, Opt. Express, 2013, 21, 8444.