GaN材料是典型的第三代的半导体材料。用GaN材料可以制做从红光到紫外光的发光管或激光器, 实现红、绿、蓝可见光三基色发，发光管可做全色显示屏和指示器, 高效节能的交通信号灯和可调色照明灯。由GaN基半导体材料制成的绿光LED光量子转化效率约为20％- 40％，蓝光约为40％-60％。绿光LED效率相对于蓝光明显偏低。理论计算表明该半导体材料发射的绿光是由GaN 分子的(1)3Σ+→X3Σ+电子态之间的跃迁产生的。为了提高GaN基发光半导体材料的绿光光量子转化效率，迫切需要研究清楚(1)3Σ+→X3Σ+电子态的辐射跃迁机理。现有的理论计算已经给出了(1)3Σ+→X3Σ+的电偶极跃迁矩，计算了(1)3Σ+态的自发辐射寿命。然而现有的理论计算未考虑到自旋-轨道耦合效应对激发态辐射寿命的影响。自旋-轨道耦合效应会使不同电子态会相互耦合，从而引发无辐射和辐射跃迁。因此，电子态之间的自旋-轨道耦合效应会对激发态的辐射跃迁和辐射寿命有明显的影响。本项目的主要工作目标是采用多参考组态相互作用方法研究GaN 分子的激发态，并在计算中考虑自旋-轨道耦合效应。从理论给出自旋-轨道耦合效应对GaN分子激发态辐射寿命的影响，解释GaN基半导体绿光LED光量子转化效率偏低的现象，为提高光量子转化效率寻找突破点。 虽然项目的主要研究工作基本完成，达到了预期成果，但项目的应用推广还需要进一步验证，如何实现项目成果的应用项目组开展具体的工作，加上2016年项目组主要成员外出做访问学者，项目没有进行系统总结和项目的研究报告的梳理，项目没有结题鉴定。在一年的工作中，研究应用的公司和产品参数应用改进，在2017年初终于实现。 总体来说，我们计算的束缚态的光谱参数与之前的结果基本吻合，部分光谱参数的差异主要来自基组效应。然而，前人的研究结果均未给出GaN分子的振动非谐性项ωexe 和转动常数Be，我们的理论计算表征了该分子较低的十个电子态的ωexe和Be，当前结果可以为后续的研究提供理论支持。 本项目应用组态相互作用方法研究了GaN分子较低的十个电子态的势能曲线。基于理论计算的势能曲线，拟合束缚电子态的光谱参数，我们的计算结果与之前的研究结果符合较好。特别地，本文还给出了GaN分子的较低的十个电子态的ωexe和Be。本文的研究结果可以为后续的GaN光谱研究提供理论上的支持。

齐齐哈尔大学

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。