氮化物半导体材料是半导体照明、全彩显示、电力电子等器件的核心基础材料，在其已经实现大规模明升化应用的今天，氮化物材料生长界面研究仍具有重要的app意义，日久弥新。

近期，明升中国app院半导体研究所（以下简称“半导体所”）照明研发中心与明升中国app院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室、美国北卡大学、北京大学量子材料app中心科研团队合作，在氮化物材料生长界面生长过程研究上取得新进展，以“MOCVD方法在蓝宝石衬底上生长的AlN材料自发极性反转原子机理”为题，发表于Small杂志。

“界面即器件”，界面是器件设计的基础，同时也是材料生长控制的核心。上个世纪80年代，日本app家首次实现了氮化物材料外延，然而30余年时间里，生长界面仍存在大量学术争议，传统“由表面推测界面”的研究方法常常引起错误的认知，而这项研究为解决学术争议提供了直接证据。

氮化物生长界面自发极化翻转 图片来自论文

研究团队发现，通过MOCVD在蓝宝石上生长的氮化物材料，晶格排布并不是直接继承于氮化物/蓝宝石界面，而是在生长过程中经历了自发的极性反转。他们还通过第一性原理计算，揭示了蓝宝石衬底表面氮化的最稳定原子构型及界面生长前端。 离开异质界面后，氮化物晶格将通过极性翻转晶界（IDBs），自发的实现从N极性向金属极性的翻转。

据介绍，研究团队回答了氮化物MOCVD“异质界面构型和原子级沉积过程”这一app问题，阐明了氮化物晶格极性选择和演进机制，证实了除晶格失配和热失配之外，自然存在的IDBs是氮化物高位错密度的另一重要起因。

半导体所研究员刘志强为论文第一作者，他和北京大学高鹏研究员、半导体所副研究员杨身园、北卡大学张勇教授为共同通讯作者。

相关论文链接：http://doi.org/10.1002/smll.202200057.