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化学气相沉积法制备GaN相关的纳米材料

作　者: 李敏
导　师: 张滨
学　校: 东北大学
专　业: 材料学
关键词: GaN纳米材料 SiO_x纳米结构 化学气相沉积 生长机制
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


GaN作为第三代半导体材料的典型代表,其研究备受瞩目,被认为是制造蓝光二极管和大功率光电子器件最理想材料。由于GaN纳米材料具有许多明显不同于其块体材料的独特性质,以及在可见光和紫外光光电子器件方面具有广泛的应用前景,近年来对低维GaN纳米材料的研究越来越受到人们的关注,并逐渐成为纳米材料领域的研究热点。但是,目前对GaN纳米材料的合成工艺、微观结构等方面的研究还处在一个初级阶段。因此在这方面非常有必要进行较为深入的研究。本文选用价廉的原料Ga2O3为镓源、NH3作为氮源、H2为还原气体、N2为载气体,采用化学气相沉积方法在Si衬底上合成了形貌各异的GaN低维纳米结构。在前人工作的基础上,对制备工艺进行了的研究。获得主要结论如下：(1)合成反应过程中气体通入方式会影响合成产物的组成和形貌,采用还原气体、载气和N源气体同时通入的方式是最有利的气体通入方式。作为还原气体的H2流量为25sccm (standard cubic centimeter per minute), N2流量为100sccm时,可以在硅基体上沉积出理想的GaN颗粒膜。(2)Si基体的放置位置对产物的获得有着重要的影响。在距炉中心13-21cm处为产物获得区,在该区域内按照距离炉子中心由远及近分别易形成一维的GaN纳米线、GaN薄膜和GaN/Ga2O3膜。(3)将Si基体放置在较低的炉温区域,制备出花束状的GaN/Ga2O3的混合物,该花束状结构是由表面不光滑、从根部向上逐渐变粗的纳米棒组成。(4)Ga203分解生成的Ga元素与Si基体形成Ga-Si合金,按照气—液—固(VLS)生长机制生长成类柳絮状的SiOx纳米结构,是金属Ga的自催化作用生长出无数根SiOx纳米线。

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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