通过调控结构参数实现硅基InGaN纳米柱阵列的红绿蓝可控发光及其应用潜力

本研究通过纳米模板选区生长技术，在AlN/Si(111)衬底上制备了具有体InGaN活性层的纳米柱阵列，系统探讨了柱间距（L=200-400 nm）和生长时间（tInGaN=5-20 min）对发光特性的调控规律。创新性地在单次生长过程中实现了红（622 nm）、绿（544 nm）、蓝（477 nm）三色发射的可控切换，突破了纳米晶效应下红光发射的技术瓶颈，为全彩微显示和光电集成提供了新策略。

　　

通过纳米模板选择性区域生长（selective-area growth）技术，研究人员在AlN/Si(111)衬底上制备了具有体铟镓氮（InGaN）活性层的氮化镓（GaN）纳米柱阵列。通过调控纳米柱周期（L=200-400 nm）和铟镓氮生长时间（t_InGaN=5-20 min），实现了发光波长的精准调控。当t_InGaN=12分钟时，在220-300 nm周期范围内观察到稳定红光发射；当t_InGaN=20分钟时，发光颜色随周期增大从绿光向红光渐变。特别值得注意的是，在t_InGaN=8分钟条件下，首次在单次生长过程中实现红（622 nm）、绿（544 nm）、蓝（477 nm）三色发射的可控转换：当L=200 nm时获得高纯度红光，300 nm时转为绿光，400 nm时变为蓝光。这项突破表明即使是在纳米晶效应显著的薄层纳米柱中也能实现高效红光发射，为下一代微显示技术和光电集成器件开发提供了新途径。