1、“.....完善和扩展适用于半导体材料尤其是的实际理论分析和模拟方法，指导表面等离子体在增强发光和自发辐射方面的理论计算。根据模拟和计算方法确定表面等离子体增强材料结构器件结构等参数。研究表明在表面等离子体发光增强器件结构中量子阱和器件表面金属距离表面金属厚度器件和表面金属之间介质的种类等参数都会直接影响的发光效率，这些都需要模拟计算工作完成。偏振光模式及传播特性研究基于能带理论，开展自发辐射的偏振发光过程的机理研究，获得应力组分作用的量子阱结构的荧光偏振特性的变化规律。研究材料参数和结构参数对和模式的限制和传播的影响，设计有效调控导波模式的低维异质结构和介观光学结构，结合光学增益测量，研究不同结构对偏振光衰减规律传播性质的影响。器件的性能，如有效诱导高浓度载流子，改变两种载流子的注入不对称程度......”。

2、“.....如沿生长方向的极化电场，会引起量子阱中电子和空穴波函数在实空间的分离，从而降低复合效率，并导致发光波长随驱动电流的变化。应变和极化已经成为半导体能带工程的新的自由度，成为器件功能调控的新手段。对氮化物半导体应变和极化性质进行设计和利用，从而调节材料的能带结构，调控器件功能，是氮化物半导体研究中极其重要的方向。根据宽禁带氮化物半导体材料的物理特性，特别是高应变强极化的特点，从氮化物半导体低维结构的结构特性电子性质光电功能的内在关联出发，依据能带工程极化工程和应力工程的理念，研究氮化物半导体能带调控方法和调控规律，以实现对氮化物半导体低维结构中量子形态的有效调控和性能剪裁，改善器件性能，研制新型并有广阔应用前景的原型量子器件，是本项目首先面对的关键科学问题。高度不完整相分离体系中大注入条件下电子光子互作用，激子行为载流子输运和复合机制氮化物半导体通常采用异质外延方法获得......”。

3、“.....因而大晶格失配和热失配在外延层中留下了高密度的位错和缺陷，从而在材料带隙中留下大量的深能级，这些能级对量子阱中载流子的输运和复合有重要的影响，常常导致载流子的非辐射复合或异波长光子辐射，客观上造成载流子的损耗。同时，氮化物合金材料由于其固有的热力学性质，在生长过程中容易出现通常称之为相分离的现象，即材料中出现非均匀的组分分布。这种相分离体系对电子的能态将产生直接的影响，在能带边缘产生大量的局域态，从而对载流子的输运和复合产生决定性的影响。上述效应通常在小注入情形特别显著，已被较为广泛地研究。但是，超高效率氮化物为了获得大功率输出，通常在大电流密度驱动下工作大注入情形，这时的器件的工作状态发光机理及演变规律既受氮化物半导体量子阱固有的大应变强极化高缺陷密度等特性的影响，同时更多地受到大注入条件下高浓度载流子和光子相互作用的制约。大注入情形下，激子的行为与小注入时有根本的不同......”。

4、“.....客观上造成激子的变化和解体，对载流子的复合产生根本性的影响。大注入条件下，深能级和带边局域态常常被饱和，退局域化效应上升为主要矛盾之。同时，对载流子浓度存在高度依赖关系的其它物理效应，如作为三粒子过程的俄歇复合效应和载流子脱离量子阱束缚的电子溢流效应变得更加突出。从氮化物器件来说，发光效率出现被称之为的变化，即在较小的电流驱动下，的光效开始呈快速上升，但很快通常对的管芯在几到几十达到峰值，并随之开始单调下降。这效应导致大功率的实际工作条件与器件本身的最佳工作条件之间出现脱节，大驱动电流下器件的发光效率下降，节能效果打了折扣。传统的半导体器件物理对描述小注入情形下的发光机理比较适用，但对大注入下的发光机理，尤其是氮化物半导体量子阱这高度不完整相分离体系中载流子的输运和复合过程仍然缺乏研究......”。

5、“.....激子行为载流子输运和复合机制。通过本项研究，揭示大注入条件下器件的电子光子行为规律，掌握的物理机制，建立功率器件物理，为未来发展超高效率氮化物器件奠定科学基础。大失配异质体系的应力调控和外延生长动力学般而言，半导体异质结构材料的结构性能和光电性质在定程度上是由两种材料物理化学参数的差异和能带偏移决定的，而且随着异质结构材料维度的降低和尺寸的不断减小，不但量子尺寸效应更加显著，而且表面和界面效应也表现越来越突出，必将对材料的光电性质及器件性能产生重要影响。对氮化物半导体来说，由于缺乏同质衬底，其发光器件的核心结构量子阱通常只能由异质外延方法获得，使得上述问题更加凸显。氮化物半导体的匹配和低失配衬底技术还很不成熟，大失配条件下的异质外延导致大量的缺陷，外延生长所需的高温条件也容易引起更大的热失配，同样成为大量缺陷产生的主要原因。缺陷是半导体光电性质的决定因素之......”。

6、“.....同时，氮化物半导体的禁带很宽，缺陷能级通常较深，较宽的禁带中可容纳的能级类型更多，常常出现多能级缺陷，缺陷的表征与指认更加困难，其对材料物性的影响也更加复杂。此外，宽禁带半导体的键能般较强，缺陷的形态和运动规律与传统半导体有很大的不同，研究这些规律成为半导体材料科学的新课题。因此，发展可用于氮化物半导体外延生长的同质衬底或匹配衬底对氮化物器件的发展就显得尤为重要。从材料外延生长来说，对半导体异质结构材料制备中生长动力学过程的理解和精确控制是获得优质异质结构材料的科学基础，是氮化物半导体研究中又个具有突出意义的重要科学问题。高折射率多光学界面体系中光子传输及其调控规律由于折射率的差异，光在界面上会发生全发射现象，折射率差异越大，全反射临界角越小。在多平行界面的结构中，光的出射严重受制于上述全反射现象。具有以上的折射率随波长略有变化，与空气折射率差异很大......”。

7、“.....大量载流子复合减缓或延迟的目的。基中载流子输运与复合动力学研究考虑应力本身和应力引起的极化效应对基中各异质结构能带的影响，建立载流子在中的输运模型。特别要创新性地将传统力学对应力的描述与能带理论量子力学相结合研究复杂应力体系下基材料的能带结构及其对注入载流子的影响。从材料的生长和评测入手，深入研究低维材料的组织形态和能带结构，尤其是材料中的组分分布和微观区域的能带。在此基础上构建载流子弛豫的动力学模型，由于载流子由连续态弛豫到量子态的过程必须依赖于声子的参与，所以要重点研究注入的热载流子和声子之间的相互作用。了解掌握材料中充当辐射复合中心和非辐射复合中心角色的微观区域结构它们的形成机理及其和生长条件的关系。例如，材料的内量子效率对位错不敏感的原因导致载流子损耗的主要缺陷类型。同时，要发展准确可靠的评价材料内量子效率的方法，定量分析辐射复合和非辐射复合之间的竞争......”。

8、“.....载流子密度的变化关系。新型衬底及氮化物生长动力学与缺陷控制研究非极性半极性单晶和厚膜生长机理及缺陷研究目前的蓝光均采用极性衬底制备，由于自发极化和压电效应引起的内建电场的存在，将降低器件的发光效率，因此我们需要探索非极性面和半极性面籽晶条件下单晶的生长，以获得非极性和半极性单晶衬底。研究近平衡条件下，晶体不同晶面的表面能，并选择具有较低表面能的晶面作为籽晶面。对，分别选择，作为籽晶面进行生长，以获得非极性和半极性单晶衬底。研究不同取向籽晶条件下，单晶成核和生长动力学。研究单晶生长过程中结构缺陷特别是微管穿透位错层错的形成机理及其对材料光学和电学特性的影响探索通过改变晶体生长工艺参数，降低缺陷密度的可能性。采用生长厚膜，研究生长过程中的成核和生长机理，揭示膜生长表面形貌与生长参数之间的内在联系规律。通过优化生长参数，获得具有理想表面形貌的厚膜......”。

9、“.....探索降低穿透位错密度的新途径。外延生长动力学及缺陷控制研究目前半导体照明技术还不足以将基引入到通用照明，为此必须大幅提高发光二极管的器件效率和改进发光二极管的器件结构。目前只能通过外延生长技术的变更和器件加工工艺的调整来适应不同衬底上的半导体发光器件的研发和生产。其中关键的科学问题就是氮化物外延生长动力学与缺陷行为控制。稳定的氮化物材料是基面六重对称的纤锌矿结构，各向异性较立方晶系的材料要大得多，致使在氮化物半导体材料外延生长过程中的缺陷产生攀移以及相互作用等现象，具有独特的规律，目前还认识不清。在这种状况下，要获得高质量低缺陷密度的晶体，主要是通过深入研究氮化物外延生长动力学与缺陷行为控制，掌握晶体外延生长的基本物理过程，控制晶体生长过程中的缺陷产生和增殖。为此分别以极性半极性与非极性面为衬底进行外延材料生长......”。