题目
【多选题】GaN能成为目前使用范围最广的照明用LED材料,其主要原因在于()。A. GaN是直接带隙半导体。B. GaN采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)制备。C. 通过掺杂,GaN材料体系的禁带宽度可以在1.95~6.2eV范围内调节。D. 已实现高质量p型GaN材料的稳定制备
【多选题】GaN能成为目前使用范围最广的照明用LED材料,其主要原因在于()。
A. GaN是直接带隙半导体。
B. GaN采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)制备。
C. 通过掺杂,GaN材料体系的禁带宽度可以在1.95~6.2eV范围内调节。
D. 已实现高质量p型GaN材料的稳定制备
题目解答
答案
GaN是直接带隙半导体。;
通过掺杂,GaN材料体系的禁带宽度可以在1.95~6.2eV范围内调节。;
已实现高质量p型GaN材料的稳定制备。
解析
本题考查GaN作为照明用LED材料的核心优势,需结合半导体材料特性分析。关键点在于:
- 直接带隙半导体特性决定发光效率;
- 禁带宽度可调范围决定光谱覆盖能力;
- p型材料制备技术的突破对器件结构的影响。
选项需从材料本身的物理特性出发,而非制备工艺。
A. GaN是直接带隙半导体
直接带隙半导体的电子跃迁以辐射复合为主,发光效率高。间接带隙半导体(如Si、GaAs)需借助声子辅助跃迁,发光效率低。因此,GaN的直接带隙特性是其成为LED材料的核心原因。
B. GaN采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)制备
MOCVD是GaN的常用制备方法,但制备工艺并非材料本身的特性。题目问的是材料优势,而非工艺优势,因此此选项不选。
C. 通过掺杂,GaN材料体系的禁带宽度可以在 $1.95~6.2\text{eV}$ 范围内调节
GaN的禁带宽度可通过掺杂Al、In等元素形成AlGaN、InGaN合金,实现宽范围调节。这使其能覆盖紫外到可见光全波段,满足不同照明需求,是重要优势。
D. 已实现高质量p型GaN材料的稳定制备
p型GaN制备曾是技术难点。稳定制备p型材料后,可形成高质量p-n结,保障LED的电注入效率和寿命,是产业化关键。