Pierwszy objętościowy kryształ AlGaN dla wydajnych emiterów promieniowania UV - przełamanie barier krystalizacji z wykorzystaniem zarodzi GaN o najwyższej jakości strukturalnej

SONATA 16 jest konkursem realizowanym przez Narodowe Centrum Nauki, skierowanym do naukowców, którzy uzyskali stopień doktora w okresie od 2 do 7 lat przed rokiem złożenia wniosku. Wnioskodawcy mają możliwość ubiegania się o finansowanie projektów badań podstawowych realizowanych przez okres 12, 24 lub 36 miesięcy. Program ten podkreśla zaangażowanie Narodowego Centrum Nauki we wspieranie badań podstawowych oraz rozwój zawodowy naukowców znajdujących się na wczesnym etapie kariery naukowej.

Cel projektu

Głównym celem projektu jest zbadanie procesu krystalizacji grubych warstw azotku glinowo-galowego (AlGaN) metodą HVPE oraz zademonstrowanie – po raz pierwszy na świecie – samonośnego kryształu AlGaN o bardzo wysokiej jakości strukturalnej.

W procesach wzrostu kryształów wykorzystane zostaną zarodzie azotku galu (GaN) o najwyższej jakości strukturalnej. Otrzymywane warstwy AlGaN, o grubości do 300 μm, powinny być wolne od pęknięć i charakteryzować się jednorodnym składem z zawartością glinu sięgającą 30%. Materiały te są niezbędne do wytwarzania emiterów promieniowania ultrafioletowego o długości fali około 300 nm.

Współpraca międzynarodowa

Brak.

Publikacje

Wyniki projektu opublikowano w następujących pracach:

1. Jaroszynska, A.; Dabrowski, M.; Sadovy, P.; Bockowski, M.; Czernecki, R.; Sochacki, T.
   On Morphology of Aluminum–Gallium Nitride Layers Grown by Halide Vapor Phase Epitaxy: The Role of Total Reactants’ Pressure and Ammonia Flow Rate. Materials 2024, 17, 3446.
   DOI: 10.3390/ma17143446
2. Arianna Jaroszynska, Petro Sadovyi, Karol Pozyczka, Michal Fijalkowski, Pawel Kempisty, Robert Kucharski, Michal Bockowski, Tomasz Sochacki.
   The influence of hydrogen admixture in the carrier gas on aluminum gallium nitride growth in halide vapor phase epitaxy. Journal of Crystal Growth 671 (2025), 128372.
   DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2025.128372
3. Lutz Kirste, Thu Nhi Tran-Caliste, Tomasz Sochacki, Jan L. Weyher, Patrik Stranak, Robert Kucharski, Karolina Grabianska, José Baruchel, Michal Bockowski.
   Bragg diffraction imaging characterization of crystal defects in GaN (0001) substrates: Comparison of the growth method and the seed approach. Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials 71 (2025), 100668.
   DOI: 10.1016/j.pcrysgrow.2025.100668

Zgłoszenia patentowe

Brak.

Profesor

Brak.

Rozprawy doktorskie

Brak.

Prace magisterskie

Na Wydziale Chemicznym Politechniki Warszawskiej obroniono pracę magisterską:

• „Krystalizacja cienkich warstw azotku galowo-glinowego metodą halogenkowej epitaksji z fazy gazowej” – M. Dąbrowski.

Wystąpienia konferencyjne

Wyniki projektu zostały zaprezentowane podczas następujących konferencji:

• 2023 – International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-20), Neapol, Włochy (30 lipca – 4 sierpnia) – T. Sochacki – referat: „Preliminary studies on halide vapor phase epitaxy of AlGaN alloy on GaN substrates”.
• 2023 – 14th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-14), Fukuoka, Japonia (12–17 listopada) – T. Sochacki – referat: „Preliminary Studies on Halide Vapor Phase Epitaxy of AlGaN Alloy on GaN Substrates”.
• 2024 – 8th European Conference on Crystal Growth (ECCG8), Warszawa, Polska (21–25 lipca) – A. Jaroszyńska – referat: „Growth of AlGaN layers on GaN substrates using Halide Vapor Phase Epitaxy technology: Road to novel nitride”.
• 2024 – European Materials Research Society Fall Meeting (E-MRS 2024), Warszawa, Polska (16–19 września) – A. Jaroszyńska – referat: „Halide Vapor Phase Epitaxy of AlGaN: Perspectives for the development of novel nitride substrates”.
• 2024 – 12th International Workshop on Nitride Semiconductors (IWN 2024), Oʻahu, Hawaje, USA (3–8 listopada) – A. Jaroszyńska – referat: „Halide Vapor Phase Epitaxy of AlxGa1−xN: Perspectives for the development of novel nitride substrates”.