基于分子动力学模拟的纤锌矿/闪锌矿层状异质结构氮化镓的生长行为与缺陷分析

《Crystal Growth & Design》：Growth Behavior and Defect Analysis of Wurtzite/Zinc-Blende Layered Heterostructure Gallium Nitride Based on Molecular Dynamics Simulation

氮化镓异质结构生长中温度调控缺陷密度与结晶度的分子动力学研究

　　

纤锌矿/闪锌矿（WZ/ZB）层状异质结构氮化镓（GaN）具有更快的电子迁移速度、更宽的光吸收和发射范围等特性，能够满足5G通信和空间光学组件等高端应用场景对材料性能的严格要求。本研究采用分子动力学（MD）模拟方法来探究GaN在WZ/ZB层状异质结构中的生长过程。通过构建精确的原子模型，模拟了不同条件下的GaN异质结构生长动态，以揭示其生长机制。研究发现，随着温度的升高，晶体中的位错密度可以有效降低；但在某一温度范围内，晶体中缺陷原子的数量会相应增加。此外，层状异质结构的存在有助于提高系统的结晶度和有序性，并对晶体中的位错产生影响；然而，在弛豫过程中，异质结构的存在会显著降低系统的结晶速率。这项研究有助于分析两种结构在生长过程中的相互作用及其对GaN晶体缺陷形成的影响机制，为优化WZ/ZB层状异质结构GaN的生长过程提供重要的理论基础，从而促进其在高性能光电子器件等领域的实际应用。