中文摘要：

AlN是一种重要的宽带隙半导体材料，本项目采用物理气相输运(PVT)法开展AlN晶体生长研究工作。发明了一种分体式TaC坩埚，解决了AlN晶体高温生长坩埚开裂难题；通过高温和氨气氛下热处理两步法，获得了较纯的AlN原料；通过优化关键生长参数包括生长温度、温度梯度、氮气压力等，获得了优化的AlN晶体生长条件。采用自发形核逐步扩大晶体尺寸的方法，生长出了直径为2英寸的AlN多晶晶锭，其中最大单晶晶粒尺寸达到了厘米量级；使用2英寸6H-SiC作籽晶，首先利用MOCVD在SiC表面沉积100nm厚的AlN薄膜，然后将其作为籽晶用PVT法进行生长，获得了结晶质量很好的AlN单晶层，但随AlN单晶层厚度的增加，较大的应力容易导致AlN晶体开裂；通过切、磨、抛，加工出了尺寸为10mm×10mm 的AlN单晶衬底；研究了过渡金属(Mn、Ni、Co、Cu)掺杂对AlN晶体生长及其物性的影响，发现Ni掺杂会改变AlN晶须的形貌，掺杂后AlN晶须的形貌由六棱柱转变为三棱柱，发现过渡金属掺杂的AlN晶体具有内禀磁性，有望用于自旋电子器件，掺杂后的AlN晶体具有很好的光致发光性能，可望用于制作发光或激光器件。