答辩博士：黄传锦
导 师：朱永伟 教授、周 海 教授
论文题目：易解理脆性氧化镓晶体超光滑表面加工机理
答辩委员会：
主席：沈湘黔 教授 江苏大学
委员：帅立国 教授 东南大学
宋胜利 教授 中国人民解放军陆军工程大学
左敦稳 教授 南京航空航天大学
卢文壮 教授 南京航空航天大学
孙玉利 教授 南京航空航天大学
朱永伟 教授 南京航空航天大学
秘书：李 军 教授 南京航空航天大学
答辩日期：2020年9月11日15:00
答辩地点：南航明故宫校区15#341
学位论文简介：
氧化镓晶体作为新一代半导体材料，具有超宽禁带、高击穿场强，在功率器件、高亮LEDs等领域应用前景广阔。（100）面作为氧化镓晶体热力学最稳定的晶面，极适合于同质和异质外延薄膜的生长，应用潜力巨大，但是（100）面易解理，难加工，严重阻碍了氧化镓晶体的推广与应用。为避免加工引起的晶体表面微解理缺陷的发生，本文以氧化镓晶体（100）面为研究对象，通过理论与实验相结合的方法，研究了晶体表面微解理缺陷的形成机制，建立了研抛界面的微接触模型，探讨了磨粒粒径和磨粒形状、研抛液性质等对晶体表面微解理的影响，并开展了超光滑晶体表面加工机理的研究，为实现氧化镓晶体超光滑表面加工提供理论基础和技术支持。
论文的主要研究工作：
（1）检测了研抛后氧化镓晶体表面和亚表面的微观形貌，探讨了因加工引起的晶体表面微解理形成机理。研究了氧化镓晶体表面微解理裂纹的萌生与扩展机制，建立了晶体的解理断裂判据。分析了研抛过程中引起晶体表面微解理的影响因素。
（2）建立了不同形状磨粒与晶体表面之间的微接触力学模型，对比研究了不同形状磨粒作用下晶体表面的应力分布对晶体表面微解理的影响。
（3）研究了含研抛液作用下磨粒与晶体表面之间的接触机制，探讨了研抛液对加工微解理的影响规律。分析了不同性质研抛液的润滑性能，建立了不同性质研抛液的去除机理模型，并进行实验验证。
（4）采用XPS深度剖析方法研究了不同抛光环境下氧化镓表面变质层的演变规律，探讨了不同抛光液作用下的材料去除机理。分析了不同抛光垫对晶体超光滑表面形成的影响，并通过实验展示了氧化镓晶体超光滑表面的演变规律。
主要创新点：
（1）揭示了氧化镓晶体因机械加工导致的表面微解理机制。
（2）揭示了磨粒形状和研抛液性质对氧化镓晶体表面微解理的抑制机理。
（3）阐明了氧化镓晶体超光滑表面加工过程中的化学作用机理。
