本项目深入研究了超大失配度异质结的择优取向机制和表征方法问题，探索其生长模式，以期改善该类异质结的可实用性。研究以Si/SiC大失配度异质结为例，聚焦于其生长模式与表征方法问题，而该模式和方法也适用于绝大多数的大失配度异质结。主要研究内容如下：

（1）建立并优化Si/SiC异质结制备工艺。控制异质结的生长取向，在SiC衬底上制备高度择优取向的Si/SiC异质结，减少Si薄膜中、异质结界面处的结构缺陷，提高异质结晶体质量。

（2）建立一套兼顾宏观结构和微观缺陷分析的大失配度异质结表征方法；基于该方法，一方面，建立Si/SiC异质结三维结构模型，分析该类异质结的生长模式；另一方面，对Si/SiC异质结界面和Si薄膜进行原子级别的表征，建立位错密度和生长取向的关系，研究Si薄膜形核、生长、界面异质原子匹配等对异质结界面质量的影响；

（3）基于上述观察结果，利用分子动力学方法对界面异质原子的构型、能量及稳定性进行研究，进一步探索异质结生长、缺陷形成的机理。

该项目的成果如下：在国内外重要学术期刊发表论文22篇，其中SCI检索18篇（SCI二区Top 7篇），EI检索4篇。其中被引超过15次的文章3篇，共被引超过90次。

本项目深入研究了超大失配度异质结的择优取向机制和表征方法问题，探索其生长模式，以期改善该类异质结的可实用性。研究以Si/SiC大失配度异质结为例，建立了一套兼顾宏观结构和微观缺陷分析、适用于几乎所有的大失配度异质结的表征方法。目前在SiC基大失配度异质结器件方面已有基本应用，但是该成果在其他材料基的异质结器件方面还需要推广。

SiC材料制作的电力电子器件与Si相比，有着卓越的电学特性和更大的潜在优势。但是，由于SiC光开关只能受控于紫外光源，而紫外光既非常规的通信光源，并且对人体有害。本项目采用窄带隙的Si材料作为光敏层与SiC构成异质结，以期更好地实现常规光源对SiC基异质结的控制，为开发一系列适宜于高温环境应用，电磁干扰免疫，光响应度较高的SiC非紫外光控器件奠定了坚实的基础。该器件在高温、大功率等极端条件下的光控领域有着广阔的应用前景。